最小トランジスタ
Nov 05, 2019| SChitec で安全に充電を続ける
最小トランジスタ
北京時間2010年5月26日 物理学者団体ネットワークによると、米国とオーストラリアの科学者らが、単結晶シリコンの表面に7個の原子で構成された「量子ドット」という世界最小のトランジスタの製造に成功し、重要な一歩を踏み出したと発表した。コンピューティングパワーの新時代に向けて。 量子ドットはナノメートルサイズの発光結晶であり、「人工原子」とも呼ばれます。 この量子ドットは非常に小さく、長さはわずか 40 億分の 1 メートルですが、十分に機能する電子デバイスであり、原子を使って意図的に作成された世界初の電子デバイスです。 これは、市販のトランジスタなどのデバイスの電流を調整および制御するために使用できるだけでなく、原子スケールの小型化と超高速、超強力なコンピューターの新時代における重要なステップでもあります。
オーストラリアのニューサウスウェールズ大学量子コンピュータ技術センター（CQCT）とウィスコンシン大学マディソン校の共同研究チームは、Nature Nanotechnology誌の最新号でこの発見について詳しく説明した。 研究に参加した量子コンピューター技術センター所長のミシェル・シモンズ教授は、「この成果の重要性は、私たちが原子を観察したり、顕微鏡で原子を観察したりするのではなく、個々の原子を操作しているということです」と述べ、原子の精度で表面を加工して、機能する電子デバイスを作成します。」
「オーストラリアの研究チームは、結晶シリコンを最大限に活用して電子デバイスを作ることに成功しました。結晶シリコン上の7個のシリコン原子を結晶リンに置き換え、驚くべき精度を達成しました。これは究極のコンピューターの製造を示す大きな技術的成果です」 . 「シリコン原子で作られた量子コンピューターの実現可能性における量子の一歩」。 物体の表面に原子を配置する技術、つまり走査型トンネル顕微鏡法は、20 年前から存在しています。 これまでは、この技術を使用して原子レベルの精度の電子デバイスを作成し、それを処理してミクロの世界からの電子入力を得ることができた人は誰もいませんでした。
シモンズ教授は、「電子機器はどれほど小さいのか？私たちはその限界を検証している。オーストラリア初のコンピューターは1949年に発売され、部屋全体を占有し、手で部品を持つことしかできなかった。今日では、コンピューターをその上に置くことができる」と語った。手のひらほどの大きさで、多くの部分の直径は髪の毛の直径の1000分の1にもなります。」
「今回、私たちはシリコンを使ってシリコンスケールで体系的に製造される世界初の電子デバイスを実証しました。これはコンピュータユーザーにとって特別な意味を持つだけでなく、すべてのオーストラリア人にとって非常に重要です。過去50年間、エレクトロニクスデバイスの小型化は進められてきました。 「これは世界経済の生産性の急速な成長を促す重要な要因です。私たちの研究は、このプロセスが今後も続く可能性があることを示しています。」
米国とオーストラリアの共同研究グループの主な目標は、シリコン原子から量子コンピューターを作成することです。 オーストラリア人はこの分野でユニークな人材を有しており、世界のリーダーです。 この新しい電子デバイスは、デバイスを製造し、原子スケールで測定する技術が始まったことを示しています。
現在、市販のトランジスタのゲート（トランジスタが電流増幅器またはスイッチとして機能するデバイス）の長さは約 40 ナノメートル（1 ナノメートルは 10 億分の 1 メートルに相当）です。量子コンピュータ技術センターのチームが開発中です。 長さわずか0.4ナノメートルのデバイス。
シモンズ教授は、20年前、ドン・アイグラーとエアハルト・シュヴァイツァーがIBMのアルマデン研究センターでヘリウム原子を使ってIBMのロゴを作成したと指摘した。 これは当時世界最小のロゴでもありました。 2人は走査トンネル顕微鏡を使ってニッケル表面に35個のヘリウム原子を配置し、「IBM」の3文字を綴った。 [4]
Aigle と Schweitzer の研究論文は Nature に掲載され、「デバイスの小型化の基本原理は明らかである」と述べています。 両氏も論文の中で何度も警告し、最後は「原子規模の論理回路などの実現の見通しは遠い」と結んでいる。 シモンズ教授は「当時は遠い存在に見えたものが、今では現実になった。この顕微鏡を使って原子を観察したり操作したりするだけでなく、7つの原子を使った原子精密装置を作って現実の環境でも動作させることができる」と語った。 」