Transistor de un solo átomo
Un transistor monoatómico es un dispositivo que puede abrir y cerrar un circuito eléctrico mediante el reposicionamiento controlado y reversible de un solo átomo . El transistor monoatómico fue inventado y demostrado por primera vez en 2002 por el Dr. Fangqing Xie en el Grupo del Prof. Thomas Schimmel en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (antigua Universidad de Karlsruhe). [1] Por medio de un pequeño voltaje eléctrico aplicado a un electrodo de control , el llamado electrodo de compuerta , un solo átomo de plata se mueve reversiblemente dentro y fuera de una pequeña unión, cerrando y abriendo de esta manera un contacto eléctrico.
Por lo tanto, el transistor de un solo átomo funciona como un interruptor atómico o relé atómico , donde el átomo conmutable abre y cierra el espacio entre dos electrodos diminutos llamados fuente y drenaje . [2] [3] [4] El transistor de un solo átomo abre perspectivas para el desarrollo de futuras lógicas a escala atómica y electrónica cuántica.
Al mismo tiempo, el dispositivo del equipo de investigadores de Karlsruhe marca el límite inferior de la miniaturización , ya que no se pueden producir litográficamente tamaños de elementos más pequeños que un átomo . El dispositivo representa un transistor cuántico, cuya conductancia del canal de fuente-drenaje se define según las reglas de la mecánica cuántica . Puede funcionar a temperatura ambiente y en condiciones ambientales, es decir, no se requiere ni refrigeración ni vacío. [5]
En la Universidad de Waseda y en el CNR italiano, Takahiro Shinada y Enrico Prati desarrollaron algunos transistores atómicos , quienes observaron la transición Anderson-Mott [ aclaración necesaria ] en miniatura empleando conjuntos de solo dos, cuatro y seis átomos de As o P implantados individualmente . [6]
Véase también
- QFET (transistor de efecto de campo cuántico)
Referencias
- ^ Xie, F.-Q.; Nittler, L.; Obermair, Ch.; Schimmel, Th. (15 de septiembre de 2004). "Interruptor cuántico atómico controlado por compuerta". Physical Review Letters . 93 (12). American Physical Society (APS): 128303. Bibcode :2004PhRvL..93l8303X. doi :10.1103/physrevlett.93.128303. ISSN 0031-9007. PMID 15447312.
- ^ Xie, Fang-Qing; Obermair, Christian; Schimmel, Thomas (2004). "Conmutación de una corriente eléctrica con átomos: el funcionamiento reproducible de un relé multiatómico". Comunicaciones de estado sólido . 132 (7). Elsevier BV: 437–442. Bibcode :2004SSCom.132..437X. doi :10.1016/j.ssc.2004.08.024. ISSN 0038-1098.
- ^ Xie, F.-Q.; Maul, R.; Augenstein, A.; Obermair, Ch.; Starikov, EB; et al. (10 de diciembre de 2008). "Transistores cuánticos atómicos conmutables independientemente mediante reconstrucción de contacto reversible". Nano Letters . 8 (12): 4493–4497. arXiv : 0904.0904 . Código Bibliográfico :2008NanoL...8.4493X. doi :10.1021/nl802438c. ISSN 1530-6984. PMID 19367974. S2CID 5191373.
- ^ Obermair, Ch.; Xie, F.-Q.; Schimmel, Th. (2010). "El transistor de un solo átomo: perspectivas para la electrónica cuántica a escala atómica". Europhysics News . 41 (4). EDP Sciences: 25–28. Bibcode :2010ENews..41d..25O. doi : 10.1051/epn/2010403 . ISSN 0531-7479.
- ^ Xie, Fangqing; Maul, Robert; Obermair, Christian; Wenzel, Wolfgang; Schön, Gerd; Schimmel, Thomas (1 de febrero de 2010). "Transistores multinivel a escala atómica basados en contactos puntuales cuánticos metálicos". Materiales avanzados . 22 (18). Wiley: 2033–2036. Bibcode :2010AdM....22.2033X. doi :10.1002/adma.200902953. ISSN 0935-9648. PMID 20544888. S2CID 28378720.
- ^ Prati, Enrico; Hori, Masahiro; Guagliardo, Filippo; Ferrari, Giorgio; Shinada, Takahiro (2012). "Transición de Anderson-Mott en matrices de unos pocos átomos dopantes en un transistor de silicio". Nature Nanotechnology . 7 (7). Springer Science and Business Media LLC: 443–447. Bibcode :2012NatNa...7..443P. doi :10.1038/nnano.2012.94. ISSN 1748-3387. PMID 22751223.
Enlaces externos
- Vídeo de Beilstein TV del grupo Schimmel: El transistor monoatómico: perspectivas para la electrónica cuántica a temperatura ambiente (enlace offline)
