De eenatoomtransistor werkt door het verplaatsen van het zilveratoom in de punt (afb: KTI)

Onderzoekers van het technologische instituut in Karlsruhe (KIT) rond Thomas Schimmel hebben de (bijna) kleinst mogelijke transistor gemaakt: de eenatoomtransistor. Die werkt door een enkel zilveratoom te verplaatsen dat is opgeborgen in een gelelektrolyt. Het minuscule transistortje werkt, anders dan veel kwantumelektronica, bij kamertemperatuur en vergt ook weinig energie, aldus de KTI-onderzoekers. Dat laatste voordeel is geen luxe, want informatietechnologie soupeert een steeds groter deel van ons energieverbruik op.
In geïndustrialiseerde landen zou de informatietechnologie al verantwoordelijk zijn voor 10% van ons energieverbruik. De transistor is een wezenlijk onderdeel in al dat digitale moois dat we tegenwoordig bezitten. Dan hebben we het niet alleen over computers en telefoons, maar steeds vaker ook over allerlei witgoed en andere elektronica, waarbij we altijd net doen of elektronica gratis en energieloos functioneert.
De eenatoomtransistor zou een oplossing kunnen zijn voor dat groeiende energieprobleem. Schimmel: “Dit kwantumelektronicaonderdeel maakt het mogelijk te schakelen (transistoren zijn in feite aan/uit-schakelaars; as) met eentienduizendste van de energie die de huidige siliciumtechnologie nodig heeft.”

Grens

Je zou de eenatoomtransistor kunnen zien als de ondergrens van miniaturisering. De transistor bestaat uit twee minieme metaalcontacten met daartussen dus dat ene (zilver)atoom. Schimmel: “Met behulp van een elektrische puls plaatsen we dat atoom tussen de contacten en wordt het circuit gesloten. Als het atoom weer wordt weggehaald, dan wordt de stroom onderbroken.”

De nieuwe transistor zou gebaseerd zijn op een geheel nieuwe benadering. Hij bestaat volledig uit metaal (geen halfgeleiders dus) en werkt met uiterst lage spanningen en vergt, daardoor, weinig energie. Tot nu zat de eenatoomtransistor van KTI ingebed in een vloeibare elektrolyt, maar in de nieuwe opzet is de vloeistof vervangen door een gel (met een zilververbinding en siliciumoxide).
Die gel combineert de voordelen van een vaste elektrolyt met de goede elektrochemische eigenschappen van een vloeistof, zo stellen de onderzoekers. Daardoor zou de de veiligheid en de hanteerbaarheid van de eenatoomtransistor zijn gewaarborgd. Mij benieuwen wanneer de eerste chips gemaakt zullen worden met eenatoomtransistoren.

Bron: Alpha Galileo