Een transistor van één atoom

We kennen allemaal de klassieke bipolaire npn-transistor met halfgeleidermateriaal met 3 aansluitingen: de collector, de base en de emittor. De transistor heeft twee belangrijke toepassingen: als schakelaar en als versterker van elektrische signalen. De toepassing bepaalt het werkingsgebied van de transistor (bias, saturation). Het is de fundamentele bouwsteen van onder andere computers.

Hoe meer transistors een computer bevat, hoe beter en sneller deze werkt. De wet van Moore voorspelt bovendien dat het aantal transistors in een computer om de twee jaar verdubbelt door technologische vooruitgang. Meer transistors wil niet zeggen dat de computers groter worden, de onderdelen worden gewoon kleiner, zodat er meer inpassen. Deze miniaturisatie kan men echter niet tot het oneindige drijven, er zijn bepaalde fundamentele fysische barriëres waar men niet omheen kan. De vraag is: wanneer wordt die barrière bereikt?

Wetenschappers uit Finland en Australië hebben in het begin van december een transistor ontwikkeld die bestaat uit een fosfor-atoom omgeven door silicium. Er zijn in de buurt van het atoom wel metaalelektroden nodig, dus het is niet zo dat één atoom de volledige transistor omvat. Maar wel alle elektrische stroom gaat door dat ene atoom.

De rechtse afbeelding brengt de geleiding van het materiaal in beeld onder een magnetisch veld van 4 Tesla. De rode en gele bolletjes tonen de verschillende spin aan van de donor-elektronen.

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/12/091206085833.htm