Нанотехнологи мечтают о создании диких новых электронных разработок способом проводки отдельных атомов и молекул в сложные схемы. Та мечта вероятно ближе к действительности сейчас, когда бригада физиков выяснила, как заменить отдельные кремниевые атомы атомами фосфора на поверхности чипа.
Больше десятилетия физики знали, как переместить отдельные атомы на поверхности кристалла способом перемещения их с мелким подобным пальцу устройством, известным как растровый туннельный микроскоп (STM). Но не обращая внимания на то, что этот метод трудится превосходно на металлические атомы на металлических поверхностях, он падает, когда сущности являются полупроводниками, материалом чипов. Полупроводники, такие как фосфор и кремний связывают так отлично, что атом фосфора не сдвинется с места, когда исследователи попытаются тащить его через кремниевую поверхность. Сейчас, но, Стивен Шофилд, Мишель Симмонс и коллеги в университете Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, нашли второй способ поместить атомы фосфора совсем правильно, где они хотят их.
Исследователи использовали STM в качестве долота вместо крюка. Они начали способом демонстрации их кремниевой поверхности водороду так, чтобы один атом водорода связал с каждым кремниевым атомом. Они тогда использовали наконечник STM для отделения отобранных атомов водорода и выставили запечатленную поверхность фосфору trihydride или «фосфин».
Молекулы фосфина, которые связаны с выставленным кремнием, и тогда как исследователи мягко нагрели личный пример к 350°C, разложенные молекулы и атомы фосфора, обменяли места с кремниевыми атомами. Исследователи обработали линии и прямоугольные участки положенных атомов фосфора, и они даже заменили отдельные кремниевые атомы фосфором, как они информируют в газете, которая будет издана в Physical Review Letters.«Это – в самом деле важный этап, которого они достигли», говорит Крис Хаммель из Университета штата Огайо, Колумбус. Открытие «напоминает широкое множество захватывающих вещей, которые Вы имели возможность бы сделать», говорит Хаммель, такие как вылепление чипа, в котором отдельные фосфористые ядра являются «кубитами» в квантовом компьютере.
Более безотлагательно это показывает, что вероятно возможно руководить добавлением вторых сущностей к кремниевому атому атомом. Такой контроль может стать критически важным как транзисторы в сливе чипов к ядерному размеру.
Но, Хаммель говорит, исследователи все еще выясняются перед одной жёсткой практической проблемой: установление защитного слоя покрова кремния, не нарушая шепетильно помещенные атомы фосфора.