I sidste uge bragte vi her på Nanovidensbanken nyheden om at det var lykkedes forskere at lave en transistor på ganske få nanometer ved at bruge et karbon nanorør. Nu er de blevet overhalet ”indenom” i forsøget på at lave den mindste transistor. Det er lykkede forskere ved New South Wales Universitetet i Australien at lave en transistor med kun et enkelt atom! Der har tidligere være rapporter om disse enkelt atom transistorer, men de har aldrig før været lavet med samme præcision, som den de australske forskere rapporterer om i det meget anerkendte tidsskrift Nature Nanotehcnology.

Måden forskerne placerede atomet på var ganske kompliceret. Det første skridt var at dække en silicium-overflade med hydrogen atomer. I dette tilfælde passiverer det overfladen og forhindrer givne reaktioner. Derefter kunne de benytte et Skanning Tunnel Mikroskop (STM) til at fjerne enkelte af disse hydrogenatomer. I alt fjernede de hydrogenatomer så seks siliciumatomer i overfladen blev blotlagt. Tre fosforatomer blev bundet til de seks siliciumatomer ved at udsætte overfladen for et stof kaldet phosphin (PH₃). Ved at varme overfladen til 350° C, kunne forskerne udskifte siliciumatomerne i materialet med fosforatomerne som sad på overfladen af det. Forskerne kunne derfor kontrollere med en præcision på ±1 atom hvor fosforatomet skulle sidde, Figur 1.

Figur 1 – Et enkelt fosforatom (pink prik i midten af billedet) placeret på en overflade af siliciumatomer mellem to elektroder, som også består af fosforatomer, kaldet source og drain (pink rektangler).

Det er utroligt vigtigt, at have total kontrol over atomerne når man laver transistorer, men systemet er også udset til at spille en rolle for kvantecomputere. Kvantecomputere bruger elektronerne som farer rundt om et atom til sine beregninger. Dette giver nogle fordele og ulemper i forhold til almindelige computere. Det forventes at de kan løse specielle og meget større ”regnestykker” end almindelige computere ved at bruge specielle algoritmer, f.eks. kan en kvantecomputer være særdeles effektiv til at lave og bryde krypteringer.