Механика, кремний или кванты?

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #096, стр. 096-054-8

Память NRAM использует нанотрубки, которые до этого времени было достаточно сложно и дорого произвести. Но благодаря тому, что компания Nantera разработала новый метод очищения углеродных нанотрубок и технологию их массового нанесения на чип, производство NRAM-чипов стало реальностью.

Исследователям из японского Национального института материаловедения удалось перенести старую технологию механоэлектрических выключателей на квантовый уровень. Они создали миниатюрный квантово-механический выключатель, подобный тем, которые по сей день используются во многих бытовых приборах.

Принцип работы выключателя прост: при подаче напряжения на устройство между двумя нанопроводниками возникает или распадается мостик из серебра, который выполняет роль проводника. Длина мостика, по которому протекает ток, - всего 1 нанометр. На отрезке длиной 1 нанометр можно расположить 10 атомов водорода. Поэтому сообщение о создании нового квантового устройства претендует на сенсацию. В отличие от обычных механоэлектрических переключателей, у наноаналога нет движущихся механических частей. Перемычка из серебра возникает между шинами просто от подачи на них напряжения. Прототип, изготовленный учеными, переключается с частотой около 1 МГц при разнице потенциалов между шинами ±600 милливольт.

То, что новое устройство работает по законам квантовой физики, позволяет создавать на его основе многобитную память.

Физики из Университета Аризоны разработали транзистор, состоящий из одиночной молекулы. Новый нанотранзистор работает благодаря эффекту квантовой интерференции, поэтому он был назван QuIET - Quantum Interference Effect Transistor. Новый нанотранзистор QuIET длиной всего один нанометр. Меньшего по размерам нанотранзистора до сих пор ученым изготовить не удавалось.

Благодаря принципам квантовой механики, на которых основана работа QuIET, его переключение происходит контролированием различных электронных потоков, проходящих через него. Основа транзистора – кольцевая молекула бензола с двумя подключенными к ней электродами, по которым через транзистор протекает основной ток.

Ток, протекающий по третьему электроду, не складывается с основным, как это положено по законам электродинамики, а ведет себя как волна, и поэтому 2 тока могут интерферировать между собой таким образом, что транзистор закрывается.

Описываемые исследователями перспективы развития компьютеров на квантовых транзисторах QuIET достаточно широко охватывают микроэлектронную индустрию. Это и компьютерные чипы, и мобильные устройства, и бытовая электроника – все типы продуктов, где только используются транзисторы.