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Transistor de un solo átomo

Un transistor de un solo átomo es un dispositivo que puede abrir y cerrar un circuito eléctrico mediante el reposicionamiento controlado y reversible de un solo átomo . El transistor de un solo átomo 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 único átomo de plata entra y sale reversiblemente 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 pequeños 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 mediante litografía no se pueden producir objetos de tamaño inferior a un átomo . El dispositivo representa un transistor cuántico, cuya conductancia del canal fuente-drenaje está definida por las reglas de la mecánica cuántica . Puede funcionar a temperatura ambiente y en condiciones ambientales, es decir, no se requiere refrigeración ni vacío. [5]

Takahiro Shinada y Enrico Prati han desarrollado pocos transistores atómicos en la Universidad de Waseda y en el CNR italiano, quienes observaron la transición Anderson-Mott [ se necesita aclaración ] en miniatura empleando matrices de sólo dos, cuatro y seis átomos de As o P implantados individualmente . [6]

Ver también

Referencias

  1. ^ Xie, F.-Q.; Nittler, L.; Obermair, Ch.; Schimmel, Th. (15 de septiembre de 2004). "Interruptor cuántico atómico controlado por puerta". Cartas de revisión física . 93 (12). Sociedad Estadounidense de Física (APS): 128303. Bibcode : 2004PhRvL..93l8303X. doi :10.1103/physrevlett.93.128303. ISSN  0031-9007. PMID  15447312.
  2. ^ Xie, Fang-Qing; Obermair, cristiano; Schimmel, Thomas (2004). "Conmutación de una corriente eléctrica con átomos: el funcionamiento reproducible de un relé multiátomo". Comunicaciones de estado sólido . 132 (7). Elsevier BV: 437–442. Código Bib : 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. (10 de diciembre de 2008). "Transistores cuánticos atómicos conmutables independientemente mediante reconstrucción de contacto reversible". Nano Letras . 8 (12): 4493–4497. arXiv : 0904.0904 . Código Bib : 2008NanoL...8.4493X. doi :10.1021/nl802438c. ISSN  1530-6984. PMID  19367974. S2CID  5191373.
  4. ^ Obermair, capítulo; Xie, F.-Q.; Schimmel, Th. (2010). "El transistor de un solo átomo: perspectivas para la electrónica cuántica a escala atómica". Noticias de Eurofísica . 41 (4). Ciencias EDP: 25–28. Bibcode : 2010ENews..41d..25O. doi : 10.1051/epn/2010403 . ISSN  0531-7479.
  5. ^ Xie, Fangqing; Maul, Robert; Obermair, cristiano; Wenzel, Wolfgang; Schön, Gerd; Schimmel, Thomas (1 de febrero de 2010). "Transistores de escala atómica multinivel basados ​​​​en contactos de puntos cuánticos metálicos". Materiales avanzados . 22 (18). Wiley: 2033-2036. Código Bib : 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 conjuntos de unos pocos átomos dopantes en un transistor de silicio". Nanotecnología de la naturaleza . 7 (7). Springer Science y Business Media LLC: 443–447. Código bibliográfico : 2012NatNa...7..443P. doi :10.1038/nnano.2012.94. ISSN  1748-3387. PMID  22751223.

enlaces externos