stalker_

Нова технология за вграждане на проводник с атомни размери в кристал от силиций показва, че законът на Ом е в сила и за жици с напречно сечение от едва четири атома. Резултатът е изненада за научната общност, тъй като се е предполагало, че при такъв атомен мащаб кватовите ефекти биха предизвикали големи отклонения в този закон. Възходът на компютърните технологии в последните десетилетия се дължи на непрекъснатото миниатюризиране на полупроводниковите елементи в интегралните схеми и вече усилено се говори за транзистори с атомни размери. Освен чисто технологичните трудности при изработването на все по-малки компоненти много физици се притесняват, че странностите в квантовия свят ще нарушават добре познатите ни училищни закони за електротехниката, какъвто е и закона на Ом. За да изследват електрическата проводимост при атомни размери Michelle Simmons, Bent Weber и техни колеги от Университета на Нов Южен Уелс в Австралия са използвали легиране на фосфорни атоми в силициев кристал. Тъй като фосфорът има пет валентни електрона, а силицият - четири, при въвеждане на фосфорни атоми в решетката на силиция се получава излишък от електрони, което води до получавенето на полупроводник с n-проводимост. Австралийските учени са създали миниатюрен прорез в силиция чрез микроскоп със сканираща сонда. След това повърхността на силиция е била изложена на фосфорен газ, в резултат на което каналът се запълнил с фосфорни атоми. Екипът е установил, че в създадените по този начин "атомни жици" съпротивлението е пропорционално на дължината им и обратно пропорционално на напречното им сечение - точно това, което се очаква от закона на Ом. Така изглеждат фосфорните жици. Credit: Bent Weber Този резултат означава, че миниатюризацията на класическите полупроводницикови елементи може да продължи с пълна сила. Американският учен David K. Ferry, специализиран във физиката на кондензираната материя изтъква, че това е голям успех за електрониката. "Компании като "Интел" от години се опасяваха, че правейки компонентите си твърде малки ще започнат да изпитват неизвестни квантови въздействия" - казва той - "Това изследване предполага, че в бъдеще има условия да се появят още поколения миниатюризирани полупроводници". В момента дължината на един транзисторен гейт, който позволява на транзистора да изпълнява функцията на усилвател или ключ в електрическата верига, е около 22 nm - или около 100 силициеви атома. Учените от австралийския екип обаче не се интересуват от електрониката или поне не от стандартната електроника. Всъщност те работят по създаването на първите квантови компютри и се надяват да използват фосфорните атоми като мярка за квантови битове или кюбити. По думите на Simmons: "Работим върху едноатомни устройства и докато правим това разбрахме, че за да адресираме един-единствен атом е необходимо да правим електродите също с атомни размери, така че за това именно ни трябват фосфорните проводници". Тя дори е донякъде разочарована от резултатите, защото наличието на класически физични процеси на атомно ниво би направило трудно използването на фосфорни атоми като кюбити. Въпреки това Michelle Simmons остава оптимист: "Преди пет години имаше много бариери пред използването на фосфорни атоми в квантови компютри, които преодоляхме стъпка по стъпка. В момента най-голямото предизвикателство е да създадем измерима система и фосфорните жици ни приближават към целта". Изследването е публикувано в Nature. Информация - http://physicsworld.com/cws/article/news/48242 http://www.science.unsw.edu.au/news/