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晶体管仅由7个原子构成


据物理学家组织网报道,美国与澳大利亚科学家成功制造出晶体管——由7个原子在单晶硅表面构成的一个“量子点”,标志着我们向计算能力的新时 代迈出了重要一步。

  量子点(quantum dot)是纳米大小的发光晶体,有时也被称为“人造原子”。虽然这个量子点小,长度只有十亿分之四米,但却是一台功能健全的电子设备,也是一 台用原子故意造出来的电子设备。它能用于调节和控制像商业晶体管这样的设备的电流,而且标志着我们向原子刻度小型化和高速、电脑新时代迈出的 重要一步。

我们在晶体硅上面用磷原子替换了7个硅原子,并达到了惊人的度。这是重大的科技成就,是表明制造‘电脑’(用硅原子制造的量子电脑)可行性的关键一步。”将原子置于某个物体表面的技术——扫描隧穿显微镜——已问世二十年之久。在此之前,没人能利用该技术去制造原子精度的电子设备,然后令其处理来自微观世界的电子输入。

   目前,商业晶体管闸极(transistor gate,该装置可令晶体管充当电流的放大器或开关)的长度约为40纳米(1纳米相当于十亿分之一米),量子电脑技术中心的研究团队正在开发长度仅为 0.4纳米的设备。

  西蒙斯教授指出,20年前,唐-艾格勒(Don Eigler)和埃哈德-施魏策尔(Erhard Schweizer)在IBM公司的阿尔马登研究中心,用氙原子造出了IBM公司的标识。二人利用一台扫描隧穿显微镜,将 35个氙原子置于镍表面,拼出了“IBM”三个字母。

  艾格勒和施魏策尔的研究论文发表于《自然》杂志上,他们写道:“设备小型化的基本原理是显而易见的”。二人还在论文中多次提出警告,并在后总结说:“原子刻度的逻辑电路和其他设备的前景距离我们有些遥远。”西蒙斯教授说:“当时看似遥远的事情如今变成了现实。我们利用这种显微镜不仅可以观测或熟练操作原子,还能用7个原子制造原子精度的设备,令其在真实的环境中工作。”

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