Самый полу-маленький-проводник!

11.09.2005 14:53

Канадскими учёными из Университета Алберта создан самый маленький в мире полупроводник: молекулярный транзистор.

Фото: Самый полу-маленький-проводник!

Прибор можно увидеть пока только с помощью мощного микроскопа, но специалисты полагают, что это - революционное событие для электронной промышленности.

"Отныне, использование молекул в качестве электронных деталей, уже не научная фантастика," - говорит Роберт Волков, возглавляющий группу исследователей из Университета Алберта.

Появившись в 1947 году, транзисторы стали широко использоваться в радио, компьютерах, сотовых телефонах и прочих предметах электроники в виде интегральных схем в силиконовых чипах, которые являются "мозгом" электронных приборов, регулирующим прохождение электрического тока.

Разработанный приборчик, содержит от одной до 20 молекул и крепится на кремниевой подложке. Он примерно в тысячу раз меньше, чем обычный транзистор, и потребляет одну миллионную долю электрической энергии, потребную для стандартного полупроводника.

При этом, как отмечает Волков, прибор полностью отвечает определению полупроводника, поскольку имеет три конца - "вход", "выход" и контактную розетку.

Электрод (или металлический штекер) нависает над молекулой, и когда она включена, виден скошенный след, подобно хвосту кометы, от ослабления электрического поля из-за подключения нагрузки.

Описанный колоссальный прорыв в полупроводниковой технологии является результатом пяти лет интенсивнейшей работы, в ходе которой массу времени и сил отняло решение проблемы подбора молекул и крохотных электродов к ним, а также проблемы измерения электрического тока.

"Крайне сложно осуществить подсоединение к молекуле проводов. Это выглядит примерно так, как если бы понадобилось подсоединить три арбуза к объекту величиной с маковое зернышко. Это практически невозможно сделать. Ведь даже заставить два арбуза касаться макового зёрнышка невероятно сложно. Но когда присоединяется ещё и третий арбуз - задача становится просто невыполнимой. Представьте себе - три огромных арбуза одновременно должны касаться крохотного предмета".

Проблема была решена так. Молекулу - полупроводник разместили на кремниевой подложке, которую поместили в водородную среду. При этом каждый атом кремния оказался в контакте с атомом водорода. После удаления водородной "покрышки" с одного единичного атома кремния последний становился проводником, в то время как остальные атомы оставались нейтральными.

"Конечно, не следует ожидать появления этой технологии в скором времени на полках магазинов," - говорит Волков.

"До этого ещё далеко. Требуется решить очень много задач чисто практического плана. Начнём с того, что для исключительно точного выставления металлического зонда над молекулой требуется специальный микроскоп, стоимостью $ 800 000. Очевидно, что полупроводник, для работы которого требуется такой микроскоп, совершенно непрактичен.

Кроме того, чтобы включить или выключить такой транзистор, требуется несколько минут. А при использовании его в компьютере на выключение или включение должно затрачиваться менее микросекунды (или одна миллионная доля секунды)".

Скорее всего, по-видимому, первое применение молекулярные полупроводники найдут в медицинских диагностических механизмах, которые будут способны очищать организм человека от наркотиков или определять уровень железа или кислорода в крови.

"До создания молекулярного компьютера предстоит ещё длинный путь. Ведь для этого требуется соединить между собой миллионы подобных объектов и заставить их работать совместно", сообщает SciTecLibrary.ru