ドイツのカールスルーエ工科大学の科学者によると、世界最小のトランジスタは単一の原子で制御できるという。
従来のトランジスタとは異なり、このトランジスタは半導体ではなく金属で作られており、ゲート（トランジスタのオン/オフを切り替えるスイッチとして機能する部分）は電解質ゲルの塊です。
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「この単一原子トランジスタは室温で動作する量子電子デバイスであり、金属量子点接触内の単一原子を制御的かつ可逆的に移動させることで電流のスイッチングを可能にします。これまでのところ、このデバイスは水性電解質内の制御電極、すなわち「ゲート」に小さな電圧を印加することで動作します」と、Advanced Materials誌に掲載された論文の要旨には記されています。
このゲルは銀を含む2枚の小さな金属片を繋ぎ合わせたもので、小さな電界をかけると電解質ゲルへの電子の流れが促進されます。このゲルは熱分解法による二酸化ケイ素から作られており、金属片間の隙間を橋渡しするゲート構造をしており、電流が流れるようになっています。
「電気制御パルスによって、銀原子1個をこの隙間に配置し、回路を閉じます」と、論文の共著者であり、KIT走査プローブ顕微鏡・ナノリソグラフィーグループの教授であるトーマス・シメル氏は述べた。「銀原子が再び除去されると、回路は遮断されます。」この状態では、トランジスタはオフになっている。
この単一原子トランジスタは、1～8マイクロアンペアという微小電流を流すことができます。金属で作られているため、半導体よりも効率的に電気を伝導し、消費電力も少なくなります。「この量子エレクトロニクス素子は、従来のシリコン技術と比べてスイッチングエネルギーを1万分の1に低減します」とシメル氏は述べています。
これらの利点は有望に見えるかもしれませんが、今のところはまだプロトタイプに過ぎません。実用的なものを作るには、数百万個、数十億個のトランジスタが必要です。安価なUSBメモリにはすでに数十億個のトランジスタが搭載されています。実用化に向けた真の課題は、製造プロセスのスケールアップにあります。®
