Nejmenší tranzistor na světě má jen 7 atomů

28. červen 2010 | 06.00 |

7 atomový tranzistorTranzistor je polovodičová součástka se dvěma P-N přechody. Tranzistor má (nejméně) tři elektrody (u bipolárních tranzistorů: kolektor, báze a emitor, u unipolárních drain, gate a source). Podle uspořádání použitých polovodičů typu N nebo P se rozlišují dva typy bipolárních tranzistorů, NPN a PNP (prostřední písmeno odpovídá bázi). Unipolární tranzistory jsou označovány jako N-FET nebo P-FET. Tranzistor je už nyní tak miniaturizovanou součástkou, že například procesor Intel Pentium 4 se skládá z asi 42 milionů tranzistorů a nejtenčí spoje na destičce jsou široké 0,18 μm (lidský vlas má průměr cca 100 μm). Výrobní cena takové jediné součástky je vlastně neskutečně nízká. Nyní se však podařilo vědcům sestrojit funkční tranzistor z  pouhých sedmi atomů!

Základní vlastností tranzistoru je schopnost zesilovat - malé změny napětí nebo proudu na vstupu mohou vyvolat velké změny napětí nebo proudu na výstupu.

Modelů jak popsat princip tranzistoru je několik:

Tranzistor je nejjednodušší popsat na příkladu řízení proudu vody. Představte si, že na potůčku je postavená z dřevěné desky hráz. Tato deska se se může zvednout pomocí páky na jejímž druhém rameni je nádržka na vodu. Do nádržky neustále přitéká bočním náhonem z potůčku malý proud vody. Ten v jistém okamžiku - při naplnění nádržky vodou poruší rovnováhu na páce. Páka se na straně nádržky sklopí dolů, tím dřevěnou desku z hráze zvedne a voda z hráze může proudit potůčkem dál. Čím více přitéká vody náhonem, tím více páka zvedá desku z hráze a tím více vody protéká dál potůčkem.

Nebo jinak: 

Do průchozí místnosti vedou troje dveře různých velikostí. Jedněmi malými dveřmi každou sekundu vstupují 2 lidé, ale nestačí odcházet ještě menšími dveřmi, kterými projde pouze 1 osoba za sekundu. Lidé se začnou v místnosti natolik hromadit, že to nevydrží dosud uzavřené velké dveře, kterými můžou procházet až 4 osoby za sekundu. Velké dveře povolí, lidé mohou vycházet z místnosti a "tranzistor" se tak otevře. Tak to je zjednodušeně tranzistor - slouží jako zesilovač proudu nebo elektronický spínač.  

Sedm atomů nejmenšího tranzistoru vyvinutého týmem Centra pro kvantové počítačové technologie (CQCT) na University of Wisconsin-Madison. umí jako běžné modely zesilovat změny napětí nebo proudu.

Australští vědci přímo manipulovali s atomy a umístili je přesně na místo, aby vytvořili fungující elektronickou součástku. Ve struktuře polovodiče křemíkové atomy dokonce nahradili za atomy fosforu s úžasnou atomární přesností doposud v elektrotechnice nevídanou.

Vzniklý krystal velikosti čtyř miliardtin metru, představuje přímo kvantový skok do počítačové budoucnosti. Umožní miniaturizaci, konstrukci výkonnějších a rychlejších kvantových superpočítačů.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (2x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší