Un atomo, un transistor

[frankytop]

Per la prima volta è stato realizzato un transistor monoatomico perfettamente funzionante e integrabile in un chip. La tecnologia sviluppata potrebbe permettere di arrivare al traguardo di produzione industriale di transistor di questo tipo prima di quanto previsto dalla "legge di Moore"



Un transistor perfettamente funzionate costituito da un singolo atomo inserito in un cristallo di silicio è stato ottenuto da un gruppo di fisici dell'University of New South Wales, che descrivono la loro ricerca in un articolo pubblicato sulla rivista "Nature Nanotechnology".

Stando alla "legge di Moore", che descrive la tendenza al raddoppio dei componenti di chip ogni 18 mesi, i transistor dovrebbero raggiungere il livello di singolo atomo nel 2020 circa, ma la tecnologia appena sviluppata - dice Michelle Simmons, che ha diretto la ricerca - ciò potrebbe avvenire ben prima del previsto.

Questo non è il primo transistor monoatomico mai realizzato, ma i precedenti erano stati ottenuti per caso e la capacità di un singolo atomo di comportarsi da transistor era stata scoperta mentre i ricercatori erano intenti a studiare dispositivi a più atomi alla ricerca di quelli che funzionavano correttamente.

"Ma questo dispositivo è perfetto", dice Michelle Simmons, che ha diretto la ricerca. "Questa è la prima volta che qualcuno ha dimostrato la possibilità di controllare con un simile livello di accuratezza un singolo atomo. Il nostro gruppo ha dimostrato che è davvero possibile posizionare un atomo di fosforo in un ambiente di silicio, esattamente nel punto e nel modo che serve e collegarlo alle porte di un chip."

Il risultato è significativo - spiega Martin Fuechsle, primo autore dell'articolo - anche perché le sue caratteristiche elettroniche corrispondono esattamente alle previsioni teoriche elaborate da Gerhard Klimeck della Purdue University negli Stati Uniti e da Lloyd C. L. Hollenberg, dell'Università di Melbourne, che hanno sviluppato gli aspetti teorici del dispositivo.

I ricercatori hanno usato un microscopio a scansione tunnel (STM) per visualizzare e manipolare atomi sulla superficie del cristallo all'interno di un camera a vuoto ultra-alto. Con un processo litografico hanno modellato atomi di fosforo in dispositivi funzionali ricoprendo poi il cristallo con uno strato di idrogeno non reattivo. Quindi hanno rimosso selettivamente in regioni ben definite diversi atomi di idrogeno con la punta metallica ultrafine del microscopio, per incorporare gli atomi di fosforo nella superficie di silicio grazie a una reazione chimica controllata. Alla fine la struttura è stata incapsulata con un secondo strato di silicio e collocato il dispositivo di contatto elettrico tramite un complesso sistema di marcatori di allineamento con il chip di silicio.

Un atomo, un transistor - Le Scienze