New South Walesi, Melbourni ja Purdue Ülikoolide teadlased valmistasid väikseima ränil asuva juhtme – kõigest üks aatom kõrge ja neli aatomit lai. Uurijate sõnul on imepisikese juhtme juhtivusomadused samad kui vaskjuhtmetel.
Katsed ja juhet aatom-aatomi haaval uurivad arvutimudelid näitasid, et juhtmete takistus on vaatamata oma väiksusele (juhe on ligi 20 korda õhem kui mikroprotsessorite vaskjuhtmed) siiski võrdlemisi tagasihoidlik, vahendab Sciencedaily.com.
Teadlased valmistasid juhtme, mis on vaid ühe aatomi kõrgune ja neli aatomit lai. Pilt: Purdue University image/Sunhee Lee, Hoon Ryu and Gerhard Klimeck
Sellel uurimusel on mitmeid järeldusi, nende hulgas:
- Inseneride jaoks tähendab see nö. teekaarti tuleviku nanoskaalas olevate arvutusseadmete suunas, millede suurused oleksid Moore’i seaduse piiril. Selle teooria kohaselt on seadmete minimaalseks suuruseks üksik rida tihedasti üksteise kõrval asuvatest fosfori aatomitest.
- Arvutiteadlaste jaoks on doonoripõhine räni-kvantarvutus sammu võrra reaalsusele lähemal.
- Füüsikute jaoks tähendab see, et Ohmi seadus kehtib ka aatomskaalas juhtmete puhul.
,,On erakordselt põnev näidata, et nii fundamentaalne seadus nagu Ohmi seadus seda on, kehtib ka siis, kui valmistada looduse ehituskividest – aatomitest – pisike juhe,” sõnas uurimuse peaautor Bent Weber.
Uurimuses osalenud Austraalia teadlaste innovatsiooniks oli ehitada need vooluringid tavapärase mikroprotsessorite valmistamise meetodi, milles materjali hoopis eemaldatakse, asemel aatom-aatomi haaval. ,,Tavaliselt kraabime või söövitame me materjali ära, see võib olla aga väga kulukas, keerukas ja ebatäpne,” sõnas Gerhard Klimeck, Purdue Ülikooli professor. ,,Kui jõutakse 20 aatomi laiuseni, siis tekivad aatomite võnkumised, mis muudavad skaleerimise keeruliseks. Antud eksperimentaalgrupp valmistas seadmed aga asetades aatomi paksused fosforikihid ränisse ning nad leidsid, et kõigest nelja aatomi laiused tihedasti dopeeritud fosforjuhtmed käituvad juhtmena, mis juhib voolu sama hästi kui metall.”
,,Antud uurimuse eesmärgiks on töötada välja tuleviku kvantarvutid, milles kasutatakse arvutamiseks üksikuid aatomeid,” selgitas Michelle Simmons, üks uurimuse läbiviijaid. ,,Me oleme üksikutest aatomitest koosnevate transistorite valmistamisele lähedal, kuid selleks, et valmistada praktilist kvantarvutit, tuleb aatomskaalasse viia ka selle osasid ühendavad juhtmed ja muud komponendid.”
,,Metalljuhet on ühe kuni kahe nanomeetri ulatusse põhimõtteliselt üpriski raske viia, kuid nii eksperimentaalsest kui ka modelleerimise aspektist on antud uurimuse tulemused vägagi tähelepanuväärsed,” lausus Hoon Ryu, uurimuses osalenud Purdue Ülikooli teadlane. ,,See demonstreerib esmakordselt, et tihedalt dopeeritud juhe on järgmise põlvkonna ränikiipide ühenduste jaoks jätkusuutlik alternatiiv.”
Teadusartikkel: “Ohm’s Law Survives to the Atomic Scale“
Leave a Reply