Forscher basteln Transitoren aus einzelnen Atomen

Ein Bericht der University of New South Wales liefert Grund für die Annahme, dass das Moore'sche Gesetz noch für eine längeren Zeitraum seine Gültigkeit behalten wird.

Physiker der UNSW haben es geschafft, ein einzelnes Phosphor-Atom als Transistor zu nutzen, der zwischen "Elektroden im atomaren Maßstab und elektrostatischen Kontrolltoren" platziert war. Laut den Wissenschaftler ist die Fähigkeit, einzelne Atome exakt auf einem Chip zu platzieren, eine der kritischsten Voraussetzungen für den Bau von Quantencomputern.

Das Team nutzte ein Rastertunnelmikroskop, um Atome auf der Oberfläche eines Silizium-Kristalls zu sehen und zu manipulieren, der wiederum in einer Ultra-Vakuum-Kammer steckte. Die Phosphor-Atome wurden mittels eines Lithografie-Prozesses positioniert und dann mit einer Schicht nicht-reaktiven Wasserstoffs abgedeckt. Die Forscher entfernten dann mit der Spitze des RTMs an spezifischen Stellen Wasserstoff-Atome.

Die Phosphor-Atome selbst wurden mittels einer chemischen Reaktion auf der Silizium-Oberfläche platziert. Schließlich wurde der Transistor dann mit einer Silizium-Schicht und "Markierungen zur Ausrichtung" komplettiert, so dass eine elektrische Ladung angelegt werden konnte.

Laut dem UNSW-Bericht deckten sich die elektrischen Eigenschaften der Konstruktion hervorragend mit den theoretischen Vorhersagen eines Transistors aus einem einzelnen Phosphor-Atom.

Bisher war es nicht möglich, einen bestimmten Ort zu bestimmen und dort ein Atom zu positionieren. Wissenschaftler konnten lediglich hoffen, das ein Atom an der Stelle vorhanden sein würde, an der sie es brauchen. "Dieses Gerät ist perfekt", so Michelle Simmons, Gruppenleiterin und Direktorin des ARC Centre for Quantum Computation and Communication an der UNSW. "Dies ist das erste Mal, das irgendjemand bewiesen hat, dass man mit dieser Präzision ein einzelnes Atom in einem Substrat kontrollieren kann."

Intel wird dieses Jahr Prozessoren auf den Markt bringen, die in 22-nm-Prozesstechnik hergestellt sind. Mit Transistoren, die in Massenfertigung auf atomarer Ebene gefertigt werden, wird nicht vor den 2020ern gerechnet.