เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับโมเลกุลทั้งหมดที่ผลิตขึ้นในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ขาดวิธีการเชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านั้นเข้าด้วยกันหรือกับโลกภายนอก เช่น กับเครื่องมือวัด โดยมีสายไฟขนาดเล็กพอๆ กับตัวอุปกรณ์ อิเล็กโทรดที่นำกระแสไปยังอะตอมที่ทำงานจริงในการทดลองใหม่นี้ครอบครองพื้นที่มากกว่าอะตอมกลางหลายล้านเท่า
ถึงกระนั้นอุปสรรคอื่น ๆ ก็ปรากฏขึ้นในการใช้งานจริง
ของทรานซิสเตอร์ระดับอะตอม ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ปัจจุบันทำงานที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์เท่านั้น ที่อุณหภูมิอุ่นขึ้น โมเลกุลจะเริ่มบิดตัวมากเกินไปเพื่อรองรับการทำงานของทรานซิสเตอร์ที่เชื่อถือได้ Ralph อธิบาย
Leo P. Kouwenhoven จาก Delft University of Technology ประเทศเนเธอร์แลนด์ กล่าวว่า ไม่ว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะนำไปใช้งานได้จริงหรือไม่ก็ตาม อุปกรณ์ใหม่นี้เป็นโอกาสอันดีสำหรับนักวิจัยในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในระดับนาโนเมตร เป็นเวลากว่าทศวรรษแล้วที่นักวิทยาศาสตร์ได้เฝ้าสังเกตการแสดงตลกของอิเล็กตรอนที่ถูกกักขังอยู่ภายในสิ่งที่เรียกว่าควอนตัมดอท สิ่งเหล่านี้มักเป็นคลัสเตอร์นาโนของอะตอมของสารกึ่งตัวนำ (SN: 17/6/00, หน้า 392) หรือบริเวณเล็กๆ ของไมโครชิปที่สามารถกักอิเล็กตรอนได้เหมือนกล่อง (SN: 4/11/98, หน้า 236) นักวิจัยได้ปรับเปลี่ยนจุดดังกล่าวเพื่อสร้างเลเซอร์ เครื่องหมายเรืองแสงสำหรับสารชีวโมเลกุล และทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยวที่กระแสไหลได้ครั้งละหนึ่งอิเล็กตรอนเท่านั้น
จุดเหล่านี้มีขนาดเล็กมากจนกลศาสตร์ควอนตัมกำหนดลักษณะของมัน
เช่น ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในและวิธีที่อิเล็กตรอนผ่านเข้าและออกจากโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม ขนาดเล็กกว่านั้นคือทรานซิสเตอร์ระดับอะตอมที่พัฒนาขึ้นใหม่ McEuen กล่าวว่าพวกมันเป็นตัวแทนของ “ขีด จำกัด สูงสุด” สำหรับจุดควอนตัม
เช่นเดียวกับจุดลูกพี่ลูกน้องที่ใหญ่กว่า ทรานซิสเตอร์ระดับอะตอมแสดงพฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่น่าสงสัย รวมถึงกระแสที่เกิดจากอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไฟล์เดียวและปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Kondo effect โดยทั่วไปแล้ว ในวัสดุที่เย็นลงจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ เอฟเฟกต์ Kondo ซึ่งตั้งชื่อตามนักทฤษฎีชาวญี่ปุ่นที่อธิบายสิ่งนี้ในปี 1964 จะปรากฏเป็นค่าความต้านทานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด หากมีสารแม่เหล็กในปริมาณเล็กน้อย
อย่างไรก็ตาม ในควอนตัมดอท เอฟเฟกต์แสดงให้เห็นใบหน้าตรงกันข้าม: ความต้านทานจะจางลงเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิที่เรียกว่าอุณหภูมิคอนโด David Goldhaber-Gordon จาก Stanford University กล่าวว่า เนื่องจากเอฟเฟกต์นี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์อะตอมเดี่ยว จึงเพิ่มการใช้งานจริงของสิ่งเหล่านี้ในฐานะส่วนประกอบสำหรับคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ
อย่างไรก็ตาม Goldhaber-Gordon สงสัยว่าทรานซิสเตอร์ระดับอะตอมจะแทนที่ซิลิคอนได้ สักวันหนึ่งพวกมันอาจนำไปสู่หน่วยหน่วยความจำที่มีความหนาแน่นเป็นพิเศษซึ่งอาจใช้ช่องว่างระหว่างส่วนประกอบทั่วไปบนไมโครชิป
ในขณะนี้ ทรานซิสเตอร์ระดับอะตอมยังคงเป็นความอยากรู้อยากเห็นของห้องปฏิบัติการ อย่างน้อยก็จนกว่านักวิจัยจะสามารถผลักดันพวกมันต่อไปได้ ด้วยเหตุนี้ McEuen และกลุ่มของเขากำลังวางแผนที่จะเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์อะตอมเข้าด้วยกันโดยใช้ท่อนาโนคาร์บอน
ยิ่งไปกว่านั้น Kouwenhoven แนะนำว่าจะพัฒนาโมเลกุลขนาดใหญ่ที่รวมองค์ประกอบวงจรที่จำเป็นทั้งหมดเข้าด้วยกัน เช่น ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน และตัวเก็บประจุ เช่นเดียวกับวงจรรวมในปัจจุบัน หากเป็นไปได้ จุดขนาดเท่าเมล็ดงาดำของโมเลกุลขนาดดังกล่าวอาจบรรจุพลังดิจิตอลของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ได้
Credit : เว็บตรง
