前沿科技之制造單原子級計算機

掃街

澳大利亞新南威爾士大學的研究人員周日表示，已經研究出一種可工作的單原子晶體管。這一設備由蝕刻在硅基底上的單個磷原子構成，擁有控制電流的門電路和原子級的金屬接觸。這標志著下一代計算機的重要發展。研究小組中領銜的科學家馬丁・弗赫賽爾(Martin Fuechsle)表示：“我們小組已經證明，在硅環境中放置單個磷原子，達到準原子級別的精確度，并實現門電路是完全可能的。”
4 d( M9 C* G) m
晶體管可實現電流的開關和放大，是計算機芯片中的最基本元件。在過去50年中，半導體行業的發展遵循摩爾定律，即單片芯片上集成的晶體管數量每18個月翻一番。不過，最近10年以來，由于在晶體管小型化方面缺乏突破，這一定律已經受到挑戰。
8 a, c2 x+ m& y" @! t
研究人員此次利用放置在真空環境中的硅晶體來制作這一單原子晶體管。為了對硅晶體進行蝕刻，他們使用了掃描隧道顯微鏡。磷原子被放置在納米級的槽中，上面覆蓋了一層氫原子，而不想要的磷原子將被移除。最終，研究人員通過化學反應將單原子晶體管植入到硅表面上。
) p0 O3 R& q0 C9 R! J: Y
$ s4 X7 e; O' ?4 y這一小型化設備需要在液氦形成的超低溫度下工作。這并不是一個完成的產品，但證明了單原子設備可制造、可控制的理念。

新南威爾士大學量子計算與通信中心主管米歇爾・西蒙斯(Michelle Simmons)表示，科學家此前也曾造出過單原子晶體管，但很大程度上是靠運氣，而不是靠精確的設計。她表示：“這一設備很完美。這是第一次有人證明， 在基底上以這樣的精確度控制單個原子是可行的。”

研究結果已被發表在《自然納米技術》學術期刊上。