МОСКВА, 13 фев – Москва.Ру. 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.
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.
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.
