Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Физики нашли способ сделать компьютеры в 10 тысяч раз экономичнее

© Фото : John Ulan for the University of AlbertaКанадские ученые «печатают» компьютер на атомном уровне
Канадские ученые «печатают» компьютер на атомном уровне
Читать ria.ru в

МОСКВА, 13 фев – РИА Новости. Канадские физики заявляют, что им удалось разработать технологию "печати" микросхем на атомном уровне при помощи атомно-силового микроскопа, которая позволит снизить энергетические аппетиты компьютеров в десятки тысяч раз, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Представьте себе, что батарейка в вашем телефоне, работающая обычно день, смогла бы поддерживать его работу в течение недели, так как его процессор бы использовал небольшое число электронов для вычислений. Методика изготовления подобных микросхем похожа на то, как работает шрифт Брайля для незрячих – вы подносите тончайшее жало к поверхности и просто "щупаете" атомы, используя те силы, которые есть во всей материи", — рассказывает Талина Хафф (Talaena Huff) из университета Альберты в Эдмонтоне (Канада).

Хафф и ее коллеги заявляют, что им удалось приспособить одну из самых передовых технологий наблюдений за микромиром – так называемую атомно-силовую микроскопию – для того, чтобы следить не только за отдельными атомами, но и поведением электронов, вращающихся вокруг них.

Фотография пластины из стронция, титана и кислорода, полученная субатомным микроскопом
Физики протестировали микроскоп, способный видеть объекты меньше атомаУченые из США создали и проверили в деле первый в мире электронный микроскоп, способный получать фотографии объектов, чей размер меньше радиуса атома водорода.

Физики научились манипулировать отдельными атомами достаточно давно – еще в 1989 году ученые из компании IBM использовали туннельный микроскоп для того, чтобы выложить буквы I, B и M из 50 атомов ксенона на подложке из кремния. Это достижение заставило многих верить в скорое наступление века "атомной" электроники, однако чуда не произошло – атомами, как оказалось, крайне сложно манипулировать из-за законов квантовой физики. Простые наблюдения за одним атомом являются, в том числе, и взаимодействием с ним, что мешает конструированию сложных и плотных "рисунков" из отдельных атомов.

Канадские исследователи решили эту проблему, разработав специальный алгоритм, который анализирует снимки, которые получает атомно-силовой микроскоп, наблюдает за движением электронов и позволяет ученым гибко и достаточно точно манипулировать атомами, прикрепленными к подложке из другого вещества.

Экспериментальный прототип одноатомного транзистора из атома фосфора на кремниевой подложке
Физики создали полноценный транзистор из одного атома фосфораМеждународная команда физиков вставила атом фосфора в подложку из кремния, превратив эту конструкцию в полноценный транзистор, выводы ученых опубликованы в статье в журнале Nature Nanotechnology.

Ключом к работе этого алгоритма является специальная рабочая поверхность – лист кремния, покрытый атомами водорода – и особая игла микроскопа, настроенная на манипулирование одиночными протонами. Благодаря им ученые могли видеть отдельные связи между атомами кремния и манипулировать ими, меняя их электропроводящие свойства, не трогая при этом другие атомы.

В перспективе, данная методика позволит "поатомно" собирать микросхемы и создавать квантовые вычислительные приборы, обладающие сверхнизким энергопотреблением или необычными квантовыми свойствами.

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала