Naukowcom udało się stworzyć działający tranzystor,  którego elementem aktywnym jest jeden atom fosforu umieszczony precyzyjnie w krysztale krzemowym, pomiędzy bardzo małymi elektrodami. Do tego mikroskopijnego urządzenia podłączone są elementy widoczne, które pozwalają na podłączenie go do metalowych kontaktów. Wszystko zrobiono z iście atomową precyzją.

Niezwykłe urządzenie zostało zbudowane przez naukowców z University of New South Wales oraz Purdue University. Wyniki ich prac zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Nanotechnology.

Tranzystory wykorzystujące jeden atom nie są całkowitą nowością, ale do tej pory powstawały one tylko przez przypadek. Naukowcy z UNSW pokazali natomiast, że potrafią kontrolować skomplikowany proces umieszczania atomu w odpowiednim środowisku.

Czytaj: Google pracuje nad komputerem w kształcie okularów

Badacze użyli skaningowego mikroskopu tunelowego, aby móc widzieć atomy i manipulować nimi w komorze próżniowej. Proces umieszczania atomów fosforu w urządzeniu wymagał manipulowania atomami wodoru, tj. umieszczania ich w ściśle określonych regionach. Były one potrzebne do wywołania reakcji chemicznej, która połączyła atom fosforu z powierzchnią. Potem konieczne było obudowanie całej struktury krzemową powłoką i dodanie końcówek umożliwiających podłączenie tranzystora.

Tego typu urządzenia nie mogą być zastosowane na szeroką skalę. Jedną z ich wad jest to, że atom musi być utrzymany w temperaturze ok. -235 st. C. Mimo to udało się udowodnić, że zbudowanie i kontrolowanie tranzystora z tak małych elementów jest możliwe.

Odkrycie może prowadzić do stworzenia tzw. komputera kwantowego, który będzie w stanie wykonywać obliczenia wielokrotnie szybciej niż dzisiejsze komputery. Działanie tego typu maszyn nie będzie opierać się na bitach, które mogą przyjąć wartość 0 lub 1. Zastąpią je tzw. kubity, które mogą zawierać w sobie znacznie więcej informacji niż bity, co z kolei umożliwia wykonanie wielu obliczeń równolegle. 

Obecnie naukowcy sądzą, że udane zastosowanie komputerów kwantowych na większą skalę jest możliwe, niemniej nie jest to nic pewnego. Jeśli natomiast chodzi o praktyczne używanie układów wykorzystujących pojedyncze atomy, trzeba się jeszcze nauczyć, jak umieszczać wiele atomów w odpowiednim środowisku i jak je rozdzielać. Osiągnięcie naukowców z Australii to tylko mały kroczek na drodze w tym kierunku.

Poniżej film prezentujący przełomowy tranzystor.

Czytaj: Robot pobiegnie niczym... struś (wideo)