【科技动态】突破摩尔定律：科学家开发出分子级晶体管
本文由“电科防务研究”微信公众号（CETC-ETDR）授权转载
【据英国卫报2015年7月21日报道】研究人员发现制造由原子构成的晶体管，是人类头发的60万分之一，这为原子级芯片研发奠定基础。科学家已制造出由12个原子围绕的单个分子构成的晶体管，其可能是晶体管的最小可能尺寸，也是摩尔定律的硬性限制。
A strand of DNA is 15 times larger than indium atoms which make up the transistor.
《自然物理》科学期刊称，该晶体管由放置在砷化铟晶体上的12个带正电的铟原子环绕着一个酞菁单分子制备而成。
The transistor is made of a single molecule of phthalocyanine surrounded by ring of 12 positively charged indium atoms placed on an indium arsenide crystal, as revealed in the scientific journal Nature Physics.
科学家是在一个砷化铟晶体上制备了12个带正电的铟原子环绕着一个酞菁染料分子 。《自然物理》称，在这样的原子尺度上，电子流通常很难得到可靠地控制，电子会跳到晶体管外，导致晶体管无效 。
IBM最近表示，每个铟原子直径是167皮米，这就使尺寸达到0.167纳米，或者是目前可能最小电路的1/42。
该晶体管是人头发直径的60万分之一，是红细胞直径的1/36000，是DNA链的1/15。
Phthalocyanine molecule in centre of transistor is surrounded by 12 positively charged indium atoms.
该晶体管的出现标志着向量子计算迈出一大步，可使用一个扫描隧道电子显微镜将原子放置在精确位置，并控制通过栅极的电子流来制造此晶体管。
通常情况下，在这样的原子尺度上，电子流通常很难得到可靠地控制，电子会跳到晶体管外，导致晶体管无效 。
来自德国PDI固体电子学研究所、柏林自由大学、日本NTT基础研究实验室和美国海军研究实验室的国际研究团队也发现了晶体管的意外行为。晶体管中心的酞菁分子方向棗通常用于染料的有机分子棗受电荷影响。
A red blood cell is around 6,000nm in diameter, meaning around 7,200 of the new transistors could fit on a single cell.
其方向可通过改变电荷来改变，并非传统晶体管所用的简单的通断开关状态。
这项工作证明了精确控制原子以创建比任何其他可用的量子系统小的晶体管的可能性，同时为更进一步研究利用这些用于计算机和系统的微小晶体管打开大门。
芯片制造商一直在努力维持摩尔定律，其要求集成电路处理能力每隔18个月到24个月会增加一倍，主要是通过芯片上集成晶体管的数量增加一倍来实现。芯片上集成的晶体管越多，其功能越强大。
目前正在制造电脑上使用的14纳米级芯片，但要更小会更加困难，最新的突破是研制出7纳米芯片。虽然单分子晶体管距离集成到芯片中还很遥远，但这项新研究仍将有助于下一代计算机棗量子计算机的开发。
（本文转自“电科防务研究”微信公众号:CETC-ETDR,文字来源：国防科技信息网，编译：宋文文）
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