原子半导体在计算机技术领域取得突破

科学家们刚刚利用硅晶体上的磷原子制造出一种半导体，这使得处理和计算速度比当今的计算机快数十亿倍。

这项研究成果是由新南威尔士大学 (UNSW)、韩国信息科学与技术研究院、普渡大学以及悉尼和墨尔本几所大学的科学家组成的团队刚刚宣布的，该团队由米歇尔·西蒙斯教授领导。

米歇尔·西蒙斯教授及其同事报告称，他们成功地在硅晶体表面，通过将磷原子置于同样由磷制成的金属电极之间，制备出了单原子晶体管（纳米晶体管）。这项工作标志着原子器件制造领域的第一个重要里程碑。

该器件采用扫描隧道显微镜 (STM) 和氢刻蚀光刻技术制造。首先在洁净的硅片表面覆盖一层氢气，然后利用 STM 的探针（施加适当电压）从表面特定区域去除氢气。

当晶圆暴露于磷化氢（PH3）时，残留的氢层起到掩模的作用，磷只能与氢被去除区域的表面结合。科学家们由此利用磷原子在硅晶圆上“写入”了纳米结构。

最后，通过涂覆一层新的硅来固定纳米结构，使磷原子固定在其位置上。

晶体管最早发明于20世纪50年代，彻底改变了电子行业。自那时起，晶体管的尺寸不断缩小，以便在双电路中集成更多晶体管，从而帮助计算机更快地进行计算并存储更多数据。

根据晶体管数量的演化规律，芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番。摩尔因此，晶体管必须在2020年之前达到原子级别。然而，西蒙斯教授的声明帮助电子行业将这一差距缩短了八年。

此前，在 2011 年年中，包括三星、英特尔、东芝等在内的几家世界主要电子公司携手开展了一项研究项目，旨在开发新一代半导体制造技术，以缩小 10nm 的差距。

该项目预计将持续到2016年。

据青年报