Transistor atoom voor atoom opgebouwd

Ze waren al eerder gemaakt: transistoren met één enkel atoom in het hart, maar nooit eerder had de mens zoveel controle over de positionering ervan. Daardoor zou het werk van Michelle Simmons en collega‘s van de University of New South Wales toch wel eens een belangrijke doorbraak kunnen zijn. Dat denkt de onderzoekster althans zelf.

De piepkleine transistor bestaat uit een fosforatoom, ingeklemd tussen een source en drain (20 nanometer uit elkaar) en ook tussen twee gate-elektrodes (iets meer dan 100 nanometer uit elkaar). De stroom die door het fosforatoom loopt, blijkt van de aangelegde spanningen af te hangen op een manier die karakteristiek is voor een veldeffecttransistor.

Simmons begon de fabricage van haar schakeling door silicium met een laag atomair waterstof te bedekken. Met de tip van een STM plukte ze vervolgens waterstofatomen een voor een van het oppervlak in het hierboven beschreven patroon van transistor. De ’gaten‘ werden opgevuld met fosfeengas, dat als fosfor onder verwarming aan de blootliggende stukken silicium bindt. Aldus vormden zich – met atomaire precisie – de elektroden en het eenatomige kanaal.