【歐姆定律降低到原子尺度】

八方

【歐姆定律降低到原子尺度】

 

 

磷原子進行微小矽絲

揭示了一種新的技術嵌入矽晶體內的原子尺度的導線電線只是4個原子的厚度和一個原子高歐姆定律成立。

結果作為一個驚喜，因為傳統的智慧認為，量子效應，應引起大的偏差，這種微小的電線從歐姆定律。

矛盾的是，研究人員希望，這一發現將有助於開發量子計算機。

由於芯片製造商包越來越多到矽晶片上的電路，晶體管和其他設備的大小接近原子尺度。

除了純粹的技術挑戰以往任何時候都更小的組件，許多物理學家而言，量子力學固有的模糊性將很快呈現熟悉的經典電子過時的法律。

要研究在原子尺度上的傳導，米歇爾·西蒙斯，在澳大利亞新南威爾士大學的本特·韋伯和他的同事們已經開發出一種用磷原子嵌入散裝矽晶體內的原子薄的導電區域。

磷有一個比矽的電子在其外殼，如果矽原子，磷原子所取代（在這個過程稱為n-摻雜），捐贈一個自由電子的晶體，從而提高了導電性的摻雜區。

“卓越成就”

在凝聚態物理學家大衛渡輪在美國亞利桑那州立大學描述為“一個了不起的成就”，西蒙斯的團隊使用創建一個通道在矽去除矽原子層掃描探針顯微鏡的尖端。

的表面，然後暴露於磷氣體，然後通過沉積的矽原子。

其結果是一個嵌入在矽晶體 - 有效的原子線的磷原子的鏈。

該研究小組發現，這些電線的電阻率下降到原子尺度是恆定的。

這意味著，這樣的導線的電阻是成比例的，以它的長度和其面積成反比，正如你會期望從歐姆定律。

雖然西蒙斯說，目前不能部署在工業生產過程中的技術用於創建電線，輪渡認為，原則上，經典的電子產品的小型化可以持續數年，它是一個有價值的示範。

企業如英特爾一直擔心他們的設備非常小，以至於在他們的行為成為量子力學的，他說。

晶體管的柵極長度是約22納米，大約是100倍的單個矽原子的間距。

有一個擔心，這些設備都可以成為多麼小的量子效應之前接管，這表明他們仍然有一些更多的後代，渡輪。

解決單個原子

然而，席夢思'組，是在傳統的電子不感興趣，而對量子計算機的發展工作。

該研究小組希望利用單個磷原子作為量子位或量子比特。

西蒙斯解釋說：我們正在開發單原子設備，並在該國發展，我們已經意識到，能夠解決單個原子，我們需要能夠使電極相同的大小 - 這真的是我們使用這些電線。

在這一點上，輪渡更持懷疑態度，不只是這種做法，但一般的量子計算。

我認為是一個”安蒂斯“在這個世界，他說。

事實上，他甚至認為，在原子尺度上的經典現象的持久性可以使它很難用磷原子作為量子比特。

儘管如此，西蒙斯仍然樂觀。

五年前，有很多發展磷基量子計算機的潛在障礙，我們已經克服了那些漸漸地，一點一滴地，在那一刻，我想的一大挑戰是使量子計算的可擴展系統，當然這些電線是實現這一目標非常有幫助的，她說。

這項研究發表在“ 科學“。

作者簡介

蒂姆·沃根是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jan/05/ohms-law-holds-down-to-atomic-scale