Транзисторы, состоящие из нескольких или всего одного атома, станут фундаментом для компьютеров нового поколения, обладающих беспрецедентной памятью и вычислительной мощностью благодаря своим квантовым возможностям. Но для того чтобы реализовать их потенциал, ученым нужно найти способ выпускать их промышленными объемами. Это и удалось сделать специалистам из США.

Группа ученых из Национального института стандартов и технологий вместе с коллегами из Университета Мэриленда разработала пошаговый рецепт производства одноатомного транзистора. Они стали вторыми в мире, кто сконструировал это устройство, и первыми, кто смог изготовить серию одноэлектронных транзисторов с атомно-масштабным контролем геометрии, пишет Phys.org.

Ученые продемонстрировали, что они могут точно менять скорость потока отдельных электронов через электрический барьер в транзисторе — даже несмотря на то, что классическая физика говорит, что электроны не могут этого из-за нехватки энергии. Этот чисто квантовый феномен — так называемое квантовое туннелирование — работает в крошечных транзисторах, и точный контроль над ним открывает перед транзисторами новые, квантовые возможности.

Для создания одноатомного транзистора команда применила известную технологию, когда кремниевый чип покрывают слоем атомов водорода, которые соединяются с кремнием. Затем тонкий кончик сканирующего туннельного микроскопа удаляет атомы с выбранных мест. Оставшийся водород служит барьером для газа фосфина, отдельные молекулы которого вступают в контакт с кремнием только на свободных участках.

После ряда дополнительных шагов атомы фосфора создают основу для ряда стабильных одно- или малоатомных устройств, которые могут выступать кубитами. Ученые полагают, что их метод нанесения слоев атомов фосфора более надежный и точный, а его успешность составляет почти 100%.