Одноатомный транзистор — это устройство, которое может размыкать и замыкать электрическую цепь за счет контролируемого и обратимого перемещения одного атома. Одноатомный транзистор был изобретен и впервые продемонстрирован в 2004 году профессором Томасом Шиммелем и его группой ученых из Технологического института Карлсруэ (бывший университет Карлсруэ). [1] С помощью небольшого электрического напряжения, приложенного к управляющему электроду, так называемому электроду затвора , одиночный атом серебра обратимо перемещается внутрь и наружу крошечного перехода, таким образом замыкая и размыкая электрический контакт.
Таким образом, одноатомный транзистор работает как атомарный переключатель или атомное реле, где переключаемый атом открывает и закрывает промежуток между двумя крошечными электродами, называемыми истоком и стоком . [2] [3] [4] Одноатомный транзистор открывает перспективы для развития будущей логики атомного масштаба и квантовой электроники.
В то же время устройство группы исследователей из Карлсруэ отмечает нижний предел миниатюризации, поскольку размеры элементов меньше одного атома не могут быть получены литографически. Устройство представляет собой квантовый транзистор, проводимость канала исток-сток определяется правилами квантовой механики. Он может работать при комнатной температуре и в условиях окружающей среды, т.е. не требуется ни охлаждения, ни вакуума. [5]
Несколько атомных транзисторов были разработаны в Университете Васэда и в итальянском CNR Такахиро Шинадой и Энрико Прати, которые наблюдали переход Андерсона-Мотта в миниатюре, используя массивы только из двух, четырех и шести индивидуально имплантированных атомов As или P. [6]