การบรรลุพฤติกรรมของทรานซิสเตอร์ในอะตอมนั้นห่างไกล

ในปี 1999 Park ย้ายไปที่ Harvard University เพื่อเป็นหัวหน้ากลุ่มวิจัยของเขาเอง จากนั้นในปีที่แล้ว McEuen ได้ย้ายทีมวิจัยของเขาไปที่ Cornell University นับตั้งแต่ที่ Park ออกจาก Berkeley แต่ละทีมที่แยกจากกันต่างก็รีบเร่งที่จะสานต่อความพยายามร่วมกันก่อนหน้านี้ และดักจับอะตอมเดี่ยวภายในช่องว่างเล็กๆ

ฤดูใบไม้ผลินี้ กลุ่มรายงานพร้อมกันว่าเสร็จสิ้น

ขั้นตอนสุดท้ายในการเดินสายอะตอม แต่ละทีมได้สังเคราะห์โมเลกุลที่ออกแบบเองโดยอิสระ ซึ่งมีลักษณะการทำงานเหมือนสายไฟฟ้าคู่หนึ่งที่ห้อยลงมาจากอะตอมกลางหรืออะตอม การเสียบโมเลกุลดังกล่าวเข้ากับช่องว่างของเส้นลวดนาโนทองคำจะเป็นตัวเชื่อมทางไฟฟ้าสุดท้ายที่จำเป็นในการสร้างทรานซิสเตอร์อะตอม

McEuen, Ralph และเพื่อนร่วมงาน ของพวกเขาที่ Cornell และ Berkeley อธิบายถึงทรานซิสเตอร์ตัวใหม่ของพวกเขา ซึ่งมีผู้เล่นหลักเป็นอะตอมของโคบอลต์ ในวารสารNature เมื่อวันที่ 13 มิถุนายน ในฉบับเดียวกัน รายงานฉบับที่สองอธิบายงานที่คล้ายกันของ Park และเพื่อนร่วมงานของเขาที่ Harvard และ Berkeley อย่างไรก็ตาม การทำงานของทรานซิสเตอร์ในกรณีนี้อาศัยอะตอมวาเนเดียมสองอะตอม ไม่ใช่โคบอลต์หนึ่งอะตอม

“นี่เป็นฟิสิกส์ที่น่าอัศจรรย์ และเอกสารทั้งสองชิ้น

นี้ได้รับการเปิดเผยอย่างชาญฉลาดและเชี่ยวชาญ” James C. Ellenbogen จาก Miter Corporation ใน McLean รัฐเวอร์จิเนียกล่าว อย่างไรก็ตาม เขาไม่เห็นด้วยกับการติดฉลากทรานซิสเตอร์ใหม่ว่าเป็นอุปกรณ์ระดับอะตอม ท้ายที่สุด เขาตั้งข้อสังเกตว่าอะตอมที่ทำงานอยู่นั้นถูกผูกมัดอยู่ภายในโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมมากมาย

เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์นาโนสเกลก่อนหน้านี้ McEuen, Park และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาควบคุมกระแสในอุปกรณ์ใหม่โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังอิเล็กโทรดเกท ในทรานซิสเตอร์เหล่านี้ อิเล็กโทรดเกทจะอยู่ใต้โมเลกุลที่มีโลหะ

ทั้งสองทีมเพิ่งแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรดเกทจะเปลี่ยนระดับพลังงานอิเล็กตรอนของอะตอมโลหะของโมเลกุลที่วางอยู่ ด้วยวิธีที่ซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้อิเล็กตรอนกระโดดจากด้านหนึ่งของเส้นลวดทองที่แตกไปยังอะตอมหรืออะตอมภายในช่องว่างได้ง่ายขึ้นหรือยากขึ้น ในทำนองเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงแรงดันเกตจะส่งผลต่อการที่อิเล็กตรอนกระโดดออกจากอะตอมไปยังส่วนของเส้นลวดที่อยู่อีกด้านหนึ่งของช่องว่างได้อย่างง่ายดาย ด้วยวิธีนี้ แรงดันเกทจะควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนผ่านอุปกรณ์ การควบคุมกระแสด้วยแรงดันเป็นจุดเด่นของทรานซิสเตอร์

McEuen อธิบายโครงสร้างโมเลกุลทั่วไปของโมเลกุลใหม่ว่าเป็น “โลหะชิ้นเล็ก ๆ ที่ฝังอยู่ภายในฉนวน” ส่วนที่เป็นอโลหะประกอบด้วยคาร์บอนและมีกลุ่มปลายที่จับกับอิเล็กโทรดทองได้อย่างง่ายดาย ทีมงานออกแบบสายโยงให้เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดีเพื่อกระตุ้นให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังอะตอมของโลหะ

McEuen ตั้งข้อสังเกตว่าโมเลกุลใหม่นี้อยู่ในกลุ่มของโครงสร้างที่เรียกว่าสารเชิงซ้อนการประสานโลหะ ซึ่งพบได้ทั่วไปในธรรมชาติและรู้จักกันดีในหมู่นักเคมี ตัวอย่างเช่น เฮโมโกลบินเป็นคอมเพล็กซ์ที่มีธาตุเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักที่ขนส่งออกซิเจนในเลือด คอมเพล็กซ์การประสานโลหะอื่น ๆ มีบทบาทในการสังเคราะห์ด้วยแสง

McEuen กล่าวว่าเป็นการผสมผสานที่โชคดีระหว่างความคุ้นเคยของนักเคมีกับคอมเพล็กซ์ดังกล่าวและประสบการณ์ของนักฟิสิกส์ที่มีโครงสร้างขนาดเล็กที่ควบคุมพฤติกรรมของอิเล็กตรอน ซึ่งนำไปสู่การลดขนาดทรานซิสเตอร์อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน McEuen กล่าว

Credit : สล็อตเว็บตรง