Austraalia New-South Walesi Ülikooli teadlased Michelle Simmons ja Bent Weber avastasid koos oma töörühmaga, et kooliõpikutest tuntud Oomi seadus võib kehtida ka mikromaailmas.
Fosfori aatomitest valmistatud peenike juhtivustsoon räni pinnal.
Tähelepanek pärineb nimetatud teadlaste katsetest, mille käigus arendati välja meetod fosfori aatomitest koosneva kitsa ja aatomskaalal suhteliselt pika juhtivustsooni loomiseks räniplaadi pinnale. Fosfori elektronkattel on ränist üks elektron rohkem, mistõttu tekib räni fosforiga dopeerides p tüüpi pooljuht.
Juhtivustsooni valmistamise esimeses etapis kasutas Simmonsi juhitud teadlaste rühm aatomkiht-kihi haaval räni pinnale kanali kraapimiseks skaneeriva tunnelmikroskoobi tera. Kanalisse sadestati seejärel fosfori aatomeid. Dopeeringu kiht kaeti omakorda räni kihiga. Taoline kitsas juhtivustsoon on efektiivselt aatomjuhe. Töörühm avastas, et juhtme eritakistus on kogu ulatuses konstantne. Seega on aatomjuhtme takistus võrdeline pikkusega ja pöördvõrdeline ristlõikepindalaga, täpselt nagu Ohmi seadus väidab.
Simmonsi sõnul ei saa nende valmistatud aatomjuhtmeid veel tööstuslikult ära kasutada, ent arvab, et tegemist on väärtuslike näiteeksemplaridega, mis ennustavad klassikalise elektroonika (transistorid, kondensaatorid) arengu jätku. „Intel ja sarnased firmad on olnud mures elektroonikakomponentide kahanemise pärast, sest teatud piirist võtavad võimust kvantmehaanika seadused, nähtused muutuvad mittelineaarseks. Väiksemad transistoride paisud on ligikaudu 22 nanomeetrit pikad, mis on ligikaudu sajakordne üksikute räniaatomite vahekaugus. Simmonsi ja Webberi katse näitab, et paari põlvkonna jagu arenguruumi on veel küll,“ lisab teadustööga seotud USA Arizona osariigi Ülikooli teadlane David Ferry.
Katse autorid ise ei ole aga huvitatud klassikalistest transistoridest, vaid hoopis fosforipõhise kvantarvuti välja töötamisest. Teadusrühm loodab üksikuid fosfori aatomeid kasutada kvantbittidena. „Tegeleme üheaatomilise seadme arendamisega, mille jaoks on vaja vastavas mõõtskaalas elektroode. Selleks kasutamegi oma loodud aatomjuhtmeid,“ lisab Simmons.
Ferry on aga skeptiline, sest arvab, et klassikalise nähtuse prevaleerimine aatomskaalal viitab võimalikule fosforseadme läbikukkumisele. Simmons on aga optimistlik põhjendades, et viis aastat tagasi oli fosforil põhinevate kvantarvutite arendusteel ees oluliselt rohkem takistusi kui nüüd. Eesmärgiks on aga suuremate süsteemide loomine, lisab ta.
Allikas: PhysicsWorld