Verdens mindste transistor kontrolleres med et enkelt atom

Verdens mindste transistor. Ved at ændre positionen af et enkelt sølvatom, som befinder sig inde i gele-elektrolytten i midten, kan man skrue op og ned på den elektriske strøm. Illustration: Gruppe v. Professor Thomas Schimmel / KIT
Fungerer ved stuetemperatur.

Forskere ved Karsruhe Institute of Technology i Tyskland har formået at lave en transistor, hvor elektrisk strøm kan styres ved hjælp af et enkelt atom.

Ifølge en pressemeddelelse fra instituttet er dette verdens mindste transistor.

Forskerne kalder transistoren for »en kvante-elektronisk enhed, som opererer ved stuetemperatur«. Den gør det muligt at tænde og slukke for strømmen ved at ændre positionen på et enkelt atom, som befinder sig inde i en elektrolyt af et geleagtigt materiale.

»Et-atom-transistoren fungerer ved stuetemperatur og forbruger meget lidt energi, hvilket åbner for helt nye perspektiver indenfor informationsteknologi«, skriver forskerne. Hele forskningsrapporten er publiceret i Advanced Materials.

Sølvatom kontrollerer strømmen

Geleen indeholder to små metalkontakter, som indeholder sølv. Mellem de to kontakter er der et mellemrum på størrelse med et metalatom. Ved hjælp af en elektrisk kontrolpuls kan et enkelt sølvatom placeres i mellemrummet, således at det elektriske kredsløb kan lukkes, og strømmen kan passere.

»Verdens mindste transistor tænder og slukker for strømmen gennem en kontrolleret og reversibel bevægelse af et enkelt atom. I modsætning til konventionelle kvanteelektroniske komponenter vil et-atom-transistoren fungere ikke bare ved ekstremt lave temperaturer nær det absolutte nulpunkt, det vil sige -273 grader celsius, men også ved stuetemperatur,« skriver forskerne i pressemeddelelsen.

Siden transistoren er lavet af metal og ikke et halvledermateriale som traditionelle transistorer, kan den lede elektricitet bedre end halvledertransistorer. Samtidig er energiforbruget ved skift mellem 0 og 1 på bare en titusinddel af en konventionel transistor ifølge fysiker og nanoteknologi-ekspert professor Thomas Schimmel, der ansvarlig for projektet.

Foreløbig er dette bare en prototype, og for at det skal kunne bruges til noget praktisk, skal man kunne producere chips som indeholder millioner, om ikke milliarder, af transistorer. Man bør derfor ruste dig med tålmodighed, hvis du havde forventet at se denne type transistorer i din næste pc.

It-grej sluger stadigt mere strøm

Baggrunden for et behov for nye typer transistorer er bl.a., at informationsteknologi i dag konsumerer mere end 10 pct. af det samlede strømforbrug i de industrialiserede lande.

Og da transistorer er en centrale komponent i computerecentre, pc'er, smartphones og indlejrede systemer fra vaskemaskinen til fly er det oplagt at kigge i denne retning for at få mindsket forbruget.

»En billig USB-memory stick indeholder flere milliard transistorer,« skriver forskerne.

Du kan læse mere her.

Denne artikel bygger på digi.no.

Tips og korrekturforslag til denne historie sendes til tip@version2.dk
Kommentarer (6)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
#3 Hans Nielsen

Den ligner en FET, bare lidt mere kvante-agtig...

Et atom kan have 2 forskellige spind, eller godt nok flere, stabile og anslået banner. Men det mener jeg skal defineres som on/off ? Altså en kontakt :-)

Er helt med på at der kan laves Logik, som CPU, og hukommelse med denne.

Men den har svært ved at forstærke f eks et analog signal, så det kan bruges i radio, forstærkere og andre steder. Hvor jeg vil bruge en Transistor.

Jeg ville i stedet kalde det verdens mindste "gate"

  • 1
  • 0
#4 Bjarke I. Pedersen

Er en transistor ikke også defineret ved at kunne forstærke en strøm/spænding.

Der her virker mere som beskrivelsen af en kontakt, eller hukommelse celle. Eller i bedste fald som gammel TTL logik ?

En transistor er en kontakt :) I det øjeblik der er strøm til "knappen" derpå, så tillader den at der løber en strøm igennem den.

Det kan også betragtes som en forstærkning, da du sætter en lille strøm til for at "tænde" den, hvorefter en meget større strøm kan løbe igennem den. Så på den måde kan man godt se på den som en forstærker.

Hvis du er interesseret i hvordan det virker lidt mere i dybden, så kan denne her video anbefales: https://www.youtube.com/watch?v=qUeK7pHe0rI

  • 0
  • 0
#5 Christian Nobel
  • 0
  • 0
#6 Hans Nielsen

Jeg ved godt at en transistor kan fungere som en kontakt, men en kontakt kan ikke fungere som en transistor. Den kan sikkert også fungere som gate, hukommelse, oscillator.

Hvis vi tager en PNP Transistor, og sætter base - collector spændingen til "led spændingen" på de omkring 0,7 [V] så vil du få en nogenlunde lineært forstrækning af din strøm på typisk 50-100 gange.

På min lystavler synes jeg gerne at der skal være et eller andet forstrækning som i en Bipolar junction Transistor, eller vil jeg kalde det for en "kontakt".

  • 1
  • 0
Log ind eller Opret konto for at kommentere