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Transistor de átomo único

Un transistor de átomo único es un dispositivo que puede abrir y cerrar un circuito eléctrico mediante el reposicionamiento controlado y reversible de un solo átomo . El transis...

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Un transistor de átomo único es un dispositivo que puede abrir y cerrar un circuito eléctrico mediante el reposicionamiento controlado y reversible de un solo átomo . El transistor de átomo único fue inventado y demostrado por primera vez en 2002 por el Dr. Fangqing Xie en el grupo del Prof. Thomas Schimmel en el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (antigua Universidad de Karlsruhe). [ 1 ] Mediante una pequeña tensión eléctrica aplicada a un electrodo de control , el llamado electrodo de puerta , un solo átomo de plata se mueve reversiblemente dentro y fuera de una pequeña unión, cerrando y abriendo así un contacto eléctrico.

Por lo tanto, el transistor de un solo átomo funciona como un interruptor atómico o relé atómico , donde el átomo conmutable abre y cierra el espacio entre dos diminutos electrodos llamados fuente y drenaje . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] El transistor de un solo átomo abre perspectivas para el desarrollo de futuras lógicas a escala atómica y electrónica cuántica.

Al mismo tiempo, el dispositivo del equipo de investigadores de Karlsruhe marca el límite inferior de la miniaturización , ya que no es posible producir litográficamente estructuras de tamaño inferior a un átomo . El dispositivo representa un transistor cuántico, cuya conductancia del canal fuente-drenador se rige por las leyes de la mecánica cuántica . Puede funcionar a temperatura ambiente y en condiciones ambientales, es decir, no requiere refrigeración ni vacío. [ 5 ]

En la Universidad de Waseda y en el CNR italiano, Takahiro Shinada y Enrico Prati desarrollaron transistores de pocos átomos , observando la transición de Anderson-Mott en miniatura mediante el uso de matrices de solo dos, cuatro y seis átomos de As o P implantados individualmente . [ 6 ]

Véase también

  • QFET (transistor de efecto de campo cuántico)

Referencias

  1. ↑ Xie, F.-Q.; Nittler, L.; Obermair, Ch.; Schimmel, Th. (2004-09-15). "Interruptor cuántico atómico controlado por compuerta". Physical Review Letters . 93 (12) 128303. American Physical Society (APS). Bibcode : 2004PhRvL..93l8303X . doi : 10.1103/physrevlett.93.128303 . ISSN 0031-9007 . PMID 15447312 .  
  2. ↑ Xie, Fang-Qing; Obermair, Christian; Schimmel, Thomas (2004). "Conmutación de una corriente eléctrica con átomos: el funcionamiento reproducible de un relé multiatómico". Solid State Communications . 132 (7). Elsevier BV: 437– 442. Bibcode : 2004SSCom.132..437X . doi : 10.1016/j.ssc.2004.08.024 . ISSN 0038-1098 . 
  3. ↑ Xie, F.-Q.; Maul, R.; Augenstein, A.; Obermair, Ch.; Starikov, EB; et al. (2008-12-10). "Transistores cuánticos atómicos conmutables de forma independiente mediante reconstrucción de contacto reversible". Nano Letters . 8 (12): 4493– 4497. arXiv : 0904.0904 . Bibcode : 2008NanoL...8.4493X . doi : 10.1021/nl802438c . ISSN 1530-6984 . PMID 19367974 . S2CID 5191373 .    
  4. ↑ Obermair, Ch.; Xie, F.-Q.; Schimmel, Th. (2010). "El transistor de átomo único: perspectivas para la electrónica cuántica a escala atómica" . Europhysics News . 41 (4). EDP Sciences: 25–28 . Bibcode : 2010ENews..41d..25O . doi : 10.1051/epn/2010403 . ISSN 0531-7479 . 
  5. ↑ Xie, Fangqing; Maul, Robert; Obermair, Christian; Wenzel, Wolfgang; Schön, Gerd; Schimmel, Thomas (2010-02-01). " Transistores multinivel a escala atómica basados ​​en contactos puntuales cuánticos metálicos" . Advanced Materials . 22 (18). Wiley: 2033–2036 . Bibcode : 2010AdM....22.2033X . doi : 10.1002/adma.200902953 . ISSN 0935-9648 . PMID 20544888. S2CID 28378720 .   
  6. ↑ Prati, Enrico; Hori, Masahiro; Guagliardo, Filippo; Ferrari, Giorgio; Shinada, Takahiro (2012). "Transición de Anderson-Mott en matrices de unos pocos átomos dopantes en un transistor de silicio". Nature Nanotechnology . 7 (7). Springer Science and Business Media LLC: 443– 447. Bibcode : 2012NatNa...7..443P . doi : 10.1038/nnano.2012.94 . ISSN 1748-3387 . PMID 22751223 .  
  • Vídeo de Beilstein TV del grupo Schimmel: El transistor de átomo único: perspectivas para la electrónica cuántica a temperatura ambiente (enlace fuera de línea)