¿Cómo funciona un transistor de un solo átomo en comparación con los transistores tradicionales?

Answer 1

Trataré de explicarlo de dos maneras: más técnico y menos técnico. Empecemos:

• Explicación muy básica : el transistor de un solo átomo es un microinterruptor a nivel atómico. Nos permite activar y desactivar el flujo de corriente utilizando 1 átomo único como válvula. Si nos relacionamos con este dispositivo como una “caja de bloque”, puede describirse como el transistor más pequeño jamás creado .
• Explicación técnica : el transistor de átomos individuales es un dispositivo de mecánica cuántica que manipula un solo átomo para permitir que los electrones pasen de la fuente al drenaje. Como un dispositivo semiconductor típico tiene 3 terminales: fuente, drenaje y compuerta. El último controla el flujo de electrones desde la fuente hasta el drenaje. Mientras que en los transistores basados ​​en Si o III / V, la puerta crea un canal por inversión y, por lo tanto, permite que los electrones fluyan en un transistor de un solo átomo, la puerta permite el movimiento de 1 átomo para crear el camino para los electrones. De esta manera, el mecanismo de operación en un dispositivo de un solo átomo es diferente al que usamos actualmente.
• Datos técnicos adicionales : tenga en cuenta que actualmente hay 2 métodos principales para dispositivos de un solo átomo: metálico sobre vidrio (como en la película a continuación) y basado en Si. El último tiene una dirección más prometedora en la aplicación y la implementación de la industria, principalmente debido a las capacidades de escalado y al hecho de que está hecho en Si. El 1er dispositivo (y fue EL 1er transistor atómico) – terminales metálicos en vidrio – el mecanismo operativo es relativamente nuevo y podría requerir pruebas adicionales para la funcionalidad completa del nivel del dispositivo. Tiene capacidades de escalado pobres y algunos problemas de confiabilidad. Los dispositivos basados ​​en Si dependen de modelos cuánticos bien conocidos, prácticamente lo mismo que en los dispositivos actuales (ver mi descripción más arriba). Entonces, una vez que se ha resuelto el problema de la colocación de un solo átomo (y lo fue, ver el artículo adjunto), las posibilidades son ilimitadas. El principal problema para estos dispositivos es la temperatura de trabajo: deben enfriarse a temperaturas muy bajas para reducir la dispersión fonónica y las vibraciones de la red térmica.

Ver más en los videos / artículos a continuación:

Metálico sobre vidrio: el transistor de un solo átomo: perspectivas para la electrónica cuántica a temperatura ambiente

http: //aph-ags.webarchiv.kit.edu…

Basado en Si: el transistor de un átomo es ‘perfecto’

Un transistor de un solo átomo

Answer 2

En el dispositivo de transistor de átomo único, existe un átomo único entre la fuente y el electrodo de drenaje que puede moverse de forma reversible con polarización aplicada en el terminal de la puerta y así cerrar o abrir el espacio entre la fuente y el drenaje. Como resultado, el movimiento del átomo controlado por el voltaje de la puerta puede encender o apagar el dispositivo.

Answer 3

No estoy seguro de los elementos atómicos de este dispositivo, pero básicamente un SET (transistor de un solo electrón) cambia de estado al intercambiar un solo electrón. Un transistor estándar tiene que intercambiar alrededor de 10,000 electrones para cambiar de estado. La GRAN ventaja con un transistor SET es que genera mucho menos calor. A medida que el nivel de integración continúa aumentando, uno de los principales problemas es obtener la potencia de ese calor.