Vědci z laboratoří Bell Labs sestrojili nejmenší tranzistor na světě a stali se tak průkopníky v oblasti nanoelektroniky

Tranzistory jsou tak malé (jejich velikost činí jen 1 bilióntinu metru), že by se jich vešlo asi 10 milionů do špendlíkové hlavičky. Jsou vyrobené speciální technologií z neobvyklého organického materiálu a v budoucnosti povedou k budování výkonnějších a levnějších čipů.

Vědci z laboratoří Bell Labs společnosti Lucent Technologies, které se nedávno proslavily úspěchem na poli molekulárních tranzistorů, sestrojili první molekulární tranzistor, jehož kanál se skládá pouze z jedné molekuly. Tento tranzistor je vůbec prvním tranzistorem svého druhu na světě.

Kanál tranzistoru je úzký prostor mezi jeho elektrodami, kde dochází k zesilování signálu a spínání signálu. Tyto tranzistory jsou tak malé (jejich velikost činí jen 1 bilióntinu metru), že by se jich vešlo asi 10 milionů do špendlíkové hlavičky. Jsou vyrobené speciální technologií z neobvyklého organického materiálu a v budoucnosti povedou k budování výkonnějších a levnějších čipů.

Stejný tým z laboratoří Bell Labs objevil minulý měsíc tranzistor fungující na šířce kanálu o velikosti jedné molekuly. Tento tranzistor však mohl být vyroben pouze jako matrice skládající se z několika tisíc molekul, které fungovaly v tandemu. Nyní tento tým vytvořil nový výrobní postup, který umožňuje výrobu těchto tranzistorů jednotlivě tak, abychom je mohli jednotlivě ovládat. Připomínáme, že úspěšný tým byl tvořen těmito vědci : fyzikem Hendrikem Schonem a chemiky Zhenanem Baoem a Hongem Mengem. Obecně platí, že výkon tranzistorů se zvyšuje nepřímo úměrně ve vztahu k jejich velikosti. To znamená, že čím je tranzistor menší, tím je výkonnější a naopak. Tranzistory vyrobené v laboratořích Bell Labs, jsou nejméně desetkrát menší, než dosud nejmenší vyrobené tranzistory.

Federico Capasso, viceprezident pro fyzikální výzkum v laboratořích Bell Labs, řekl : "Tento úspěch posunuje miniaturizaci v elektronice k jejím konečným hranicím. Může to znamenat významný základní kámen v nové éře nanoelektroniky."

Tento nový převratný objev byl dnes publikován v časopise Science, na speciální internetové stránce společnosti http://www.sciencexpress.org . Vědci hledají alternativní způsoby výroby polovodičových prvků již mnoho let, protože předpokládají, že díky miniaturizaci jednotlivých prvků bude do deseti let dosaženo maximální fyzikálně proveditelné miniaturizace těchto prvků. Některé z výzkumů byly zaměřeny na nové molekulární výrobní technologie pro tranzistory. Hlavním úkolem tranzistorů je spínání a zesilování elektrických signálů v elektrických obvodech.

Tranzistory z laboratoří Bell Labs se nazývají nanotranzistory, protože jsou veliké asi 1 nm, což je jedna bilióntina metru. Tyto tranzistory se vyrábějí z thiol, speciálních polovodičových organických molekul na bázi uhlíku. Thioly obsahují kromě uhlíku také molekuly síry a vodíku. Do budoucna představují rychlejší a dokonalejší alternativu k dosavadním tranzistorům vyráběným klasicky z křemíkových polovodičů.

Hlavním problémem při navrhování těchto tranzistorů je vytvoření výrobního postupu, který umožní výrobu tranzistorového kanálku o velikosti pouhých několika molekul a elektrod tranzistoru. Vědci z laboratoří Bell Labs vytvořili technologii tzv. automatického sestavování tranzistoru, díky které lze tyto tranzistory vyrobit.

Popis technologie automatického sestavování tranzistoru

Vědci vykrojili do křemíkové destičky drážku a na dno této drážky napařili vrstvičku zlata, které bude použito jako materiál pro elektrody tranzistoru. Potom ponořili tuto destičku do roztoku, který obsahoval směs molekul thiolu a dalších inertních molekul a nechali ji vyschnout. Inertní molekuly plnily funkci rozpouštědla pro molekuly thiolu. Po postupném odpaření molekul zůstala v kanálku právě jedna molekula na první zlaté elektrodě. Toho bylo dosaženo díky přesně stanovené koncentraci molekul thiolu v roztoku s inertními molekulami. Potom vědci napařili na tuto molekulu druhou zlatou elektrodu a na křemíkovou destičku třetí elektrodu.

Bao, jeden z výzkumníků, k tomu řekl : "Je téměř nemožné připojit tři elektrody na jednu malou molekulu. Proto jsme použili tzv. technologii automatického sestavení. Tato technologie navíc, na rozdíl od výroby křemíkových tranzistorů, nevyžaduje sterilní prostředí."

Další z vědců, Schon, prohlásil : "Naše technologie ukazuje, že takovéto tranzistory lze vyrábět i bez speciálních výrobních nároků."

První výrobek z nanotranzistorů

Pomocí dvou nanotranzistorů vytvořili vědci převodník napětí, který se běžně používá v elektronice. Tento obvod, který přepíná logickou "0" na logickou "1" a naopak, se běžně používá při konstrukci počítačových čipů. Díky tomu budeme již brzy vyrábět počítačové čipy s tisíckrát větším počtem tranzistorů než dnes. David Goldhaber-Gordon, profesor na Stanford University, komentoval tento úspěch slovy, že "bylo dosaženo významných úspěchů na poli nanoelektroniky a výrobní technologie za svoji eleganci vděčí především své jednoduchosti."

Historie výzkumu tranzistorů u Bell Labs

Laboratoře Bell Labs mají velkou a dlouhodobou zkušenost s výzkumem tranzistorů. William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain vynalezli tranzistor v roce 1947 právě v těchto laboratořích. Jejich vynález ovlivnil elektroniku a byl předzvěstí digitálního věku. V roce 1956 získali tito vynálezci Nobelovu cenu za fyziku. V dalších letech v laboratořích vynalézali stále menší a výkonnější tranzistory. Výzkum nyní vyústil v novou technologii výroby tranzistorů na bázi uhlíkových polovodičů.

O Bell Labs

Laboratoře Bell Labs mají více než 16 000 zaměstnanců v 16 zemích světa a poskytují nové poznatky v komunikačních technologiích. Od roku 1925 získaly tyto laboratoře více než 28 000 patentů a hrály hlavní roli ve vývoji komunikačních technologií a prvků, jako například: tranzistorů, laserů, digitálních sítí, přenosu dat, optické telefonie, modemů atp. Vědci z těchto laboratoří získali šest Nobelových cen za fyziku , devět vědeckých a šest technologických medailí udělovaných USA. Více informací o laboratořích lze získat na serveru http://www.bell-labs.com

Článek ze dne 30. listopadu 2001 - pátek

Všechna firemní zařízení Android pod kontrolou
Aktuální články

Zálohování a obnova dat pro virtuální se...

Novicom představí svá řešení na 20. ročn...

itself investuje 50 milionů korun do mod...

Dopady eIDAS a GDPR nejen do veřejné spr...

Novicom opět na konferenci SecTec Securi...

Nové nástroje InterBase 2017 pro plný mo...

Barracuda Web Security Service v cloudu ...

GPS navigace Mio 5400 je mezi nejpopulár...

Efektivnější ochrana firemních sítí a e-...

Eplan a Rittal představují možnosti vývo...

Nová verze podnikové automatizační platf...

Efektivní výroba KOVONA SYSTEM s podporo...

Mobilní data nejsou v Česku drahá, v Pol...

Změny smluv na dálku lze do 14 dnů odvol...

Snadná správa uživatelských práv v Micro...

WiFi router Turris Omnia na veletrhu CeB...

Profesionální displeje Panasonic se záru...

Chytré IT tendry na TSK Praha pro předem...

Soutěž ČRA IoT Hackathon hledá nejlepší ...

Akreditační partnerský program Veeam zje...