Así funciona el transistor de un solo átomo
El transistor más pequeño del mundo conmuta la electricidad mediante el movimiento reversible controlado de un solo átomo.
El transistor más pequeño del mundo conmuta la electricidad mediante el movimiento reversible controlado de un solo átomo.
A diferencia de los componentes electrónicos cuánticos convencionales, el transistor de un solo átomo funciona a temperatura ambiente y no requiere temperaturas extremadamente bajas cercanas al cero absoluto.
Ya sea en centros de datos, PC, teléfonos inteligentes o sistemas integrados, desde aplicaciones domésticas hasta tecnología médica, el elemento central del procesamiento de datos digitales es el transistor. Ya hay varios miles de millones de transistores en una memoria USB disponibles por unos pocos euros.
Un transistor de un solo átomo desarrollado en el Instituto KIT de Física Aplicada (APH) podría hacer una contribución significativa a la eficiencia energética en la tecnología de la información en el futuro: este elemento electrónico cuántico permite conmutar energías que son 10,000 veces más bajas que las de las tecnologías de silicio convencionales.
El transistor de un solo átomo funciona a temperatura ambiente
Para el transistor, que ha alcanzado el límite de miniaturización, los investigadores de Karlsruhe fabricaron dos pequeños contactos de metal, entre los cuales hay un espacio del ancho de un solo átomo de metal. Un átomo de plata se introduce en este espacio mediante un pulso de control eléctrico: el circuito está cerrado. Si el átomo de plata se expulsa nuevamente, el circuito se interrumpe.
El transistor más pequeño del mundo conmuta la electricidad mediante el movimiento reversible controlado de un solo átomo. A diferencia de los componentes electrónicos cuánticos convencionales, el transistor de un solo átomo no solo funciona a temperaturas extremadamente bajas cercanas a la temperatura cero absoluta de -273 ° C. Ya funciona a temperatura ambiente, lo que es una ventaja decisiva para futuras aplicaciones.
El electrolito en gel mejora la seguridad y el manejo.
Éste Transistor está hecho completamente de metal y no requiere semiconductores. Esto requiere voltajes eléctricos extremadamente bajos y, por lo tanto, un consumo de energía extremadamente bajo. Inicialmente, el transistor de un solo átomo de Karlsruhe se basaba en un electrolito líquido. Mientras tanto, los investigadores han producido por primera vez un transistor que funciona en un electrolito sólido: el electrolito en gel creado al gelificar un electrolito de plata acuoso con dióxido de silicio pirógeno combina las ventajas de un sólido con las propiedades electroquímicas de un líquido, por lo que mejorando tanto la seguridad como el manejo del transistor de un solo átomo.
El concepto abre perspectivas para las frecuencias ultraaltas
Además de reducir el consumo de energía, los sistemas electrónicos cuánticos basados en transistores atómicos abren nuevas perspectivas: en el futuro, podrían habilitar componentes lógicos en frecuencias ultraaltas, frecuencias que no se pueden lograr con conceptos convencionales. Dado que estos son componentes cuánticos reales, los valores de conductancia para el «cero» y el «uno» lógicos están claramente definidos. Básicamente, no existe riesgo de valores intermedios no deseados gracias a la cuantificación.
Este proyecto del transistor más pequeño del mundo está siendo financiado actualmente por la Fundación Werner Siemens como parte de una cooperación con ETH Zurich. El trabajo de investigación en KIT se lleva a cabo en el recién creado Centro de Tecnologías de Átomo Único (C.SAT), cuyo director, el Dr. Thomas Schimmel de KIT es. Los patrocinadores son la Fundación Volkswagen, la Fundación de Investigación Alemana y la Fundación Baden-Württemberg.
Notas que incluyen: Transistor
