Компьютер нового поколения: полупроводники уходят в прошлое

Ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST), США, создали управляемый молекулярный переключатель, который приводится в действие пучком электронов.  

Планируется, что дальнейшие исследования наносистем на основе "атомного ключа" позволят глубже изучить молекулярную динамику и помогут создать новое поколение компьютеров.  

Атомный переключатель представляет собой молекулу, в которой один из атомов перемещается в пределах двух определенных положений с помощью сфокусированного электронного луча, сообщает EurekAlert. Это первое наноустройство, в котором отдельный атом перемещается по электрическому сигналу извне. Как говорят исследователи, дальнейшее развитие этой технологии позволит создать компьютеры совершенно нового типа.  

Разработанная исследователями технология производства наноустройств на полупроводниковых и изолирующих тонких пленках делает возможным конструирование сложных наноэлектронных устройств, выполняющих логические операции с использованием отдельных атомов.  

В создании атомного переключателя использовался криогенный сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) с иглообразным кантилевером, позволяющим создавать пучки электронов разных энергий.  

Сначала ученые поатомно "собрали" аноустройство - на медной поверхности с помощью зонда СТМ в режиме манипулирования были размещена цепочка атомов кобальта и несколько атомов меди. Далее, тем же зондом, только в другом режиме, на цепочку атомов кобальта ученые посылали пучки электронов, которые приводили к отклонению одного атома кобальта, что позволило говорить о работе атомного ключа.  

Чтобы узнать, как долго атом остается на месте переключения, ученые использовали новый тип спектроскопии - "туннельно-шумовую спектроскопию". Этот вид исследований появился в 2004 году, когда было установлено, что при перемещении зондом СТМ с одного места на другое атом издает характерный "шум", что можно определить с помощью того же микроскопа.  

Ученые также установили зависимость напряжения между зондом СТМ и подложкой. Так, при напряжении 15-20 милливольт вероятность переключения постоянна, а это говорит о том, что энергии от пучка электронов достаточно для перемещения атома. При более высоких энергиях переключение произойдет быстрее.