Para Peneliti Membuat Transistor Super Kecil, Atom Buatan Yang Didukung Oleh Elektron Tunggal

Sebuah gambaran SketchSET berskala atom menunjukkan tiga kabel (garis hijau) berkumpul di pusat pulau (daerah sentra hijau), yang dapat ditempati hingga dua elektron. Elektron bergerak dari satu kawat ke kawat yang lain melalui pulau. Kondisi pada kawat ketiga dapat mengakibatkan sifat konduktif yang berbeda. Oleh: Universitas Pittsburgh


(Perbesar Gambar)



University Pittsburgh sang pemimpin tim telah menciptakan transistor berelektron tunggal yang menyediakan sebuah blok bangunan untuk memori komputer baru yang lebih kuat, material elektronik yang lebih maju, dan komponen dasar dari komputer kuantum. 

Laporan para peneliti dalam Nature Nanotechnology menyebutkan bahwa komponen pusat transistor—ukuran diameter pulaunya hanya 1,5 nanometer—beroperasi dengan penambahan satu atau dua elektron saja. Kemampuan itu akan membuat transistor penting untuk berbagai aplikasi komputasi, dari memori ultra padat sampai prosesor kuantum, perangkat yang sangat kuat yang menjanjikan untuk menyelesaikan masalah kompleks yang mana jika semua komputer di dunia bekerja sama untuk miliaran tahun tidak bisa memecahkan masalah tersebut.

"Selain itu, pusat pulau yang kecil dapat digunakan sebagai sebuah atom buatan untuk mengembangkan kelas baru berbagai material elektronik buatan, seperti superkonduktor eksotis dengan sifat yang tidak ditemukan dalam bahan-bahan alami", jelas pemimpin peneliti Jeremy Levy, seorang profesor fisika dan astronomi di Sekolah Seni dan Ilmu Pengetahuan Pittsburgh. Levy bekerja dengan penulis utama dan mahasiswa pascasarjana fisika dan astronomi Pittsburgh, Guanglei Cheng, serta dengan beberapa peneliti fisika dan astronomi Pittsburgh, Feng Bi, Daniela Bogorin, dan Cheng Cen. Para peneliti Pittsburgh bekerja dengan tim dari Universitas Wisconsin dari Madison yang dipimpin oleh profesor sains material dan teknik Chang-Beom Eom, termasuk juga asosiasi peneliti Chung Wun Bark, Jae-Wan Park, dan Chad Folkman. Juga bagian dari tim ini adalah Gilberto Medeiros-Ribeiro, dari HP Labs, dan Pablo F. Siles, seorang mahasiswa doktoral di Universitas Campinas di Brazil.

Levy dan rekan-rekannya menamakan perangkat mereka SketchSET, atau transistor elektron tunggal berbasis sketsa, setelah pengembangan sebuah teknik di laboratorium Levy pada tahun 2008 yang dapat bekerja seperti Etch A SketchTM berukuran mikroskopis, gambar mainan tersebutlah yang mengilhami ide itu. Menggunakan probe yang berdaya hantar tajam dari sebuah mikroskop atom, Levy dapat membuat perangkat elektronik seperti kabel dan transistor berukuran nanometer pada interface dari sebuah kristal strontium titanat dan lapisan lanthanum aluminate setebal 1,2 nanometer. Kemudian perangkat elektronik tersebut dapat dihapus dan interface-nya menggunakan yang baru.

SketchSET—yang merupakan transistor berelektron tunggal pertama seluruhnya terbuat dari material berbasis-oksida—terdiri dari pembentukan pulau yang dapat ditempati sampai dua elektron. Jumlah elektron di pulau—yang hanya nol, satu, atau dua—menghasilkan sifat konduktif yang berbeda. Kabel memanjang dari transistor membawa tambahan elektron melintasi pulau tersebut.

"Salah satu sifat dari transistor berelektron tunggal ini adalah sangat sensitif terhadap muatan listrik", jelas Levy. Sifat lain dari material oksida ini adalah feroelektrik (definisi: ferroelectricity), yang memungkinkan transistor untuk bertindak sebagai memori solid-state. Keadaan feroelektrik dapat (dalam ketiadaan daya eksternal) mengontrol jumlah elektron di pulau tersebut, yang pada gilirannya dapat digunakan untuk mewakili keadaan 1 atau 0 dalam elemen memori. "Sebuah memori komputer yang didasarkan pada sifat ini akan mampu mempertahankan informasi bahkan ketika prosesor itu sendiri dimatikan", kata Levy. keadaan feroelektrik juga diharapkan untuk peka terhadap perubahan tekanan kecil pada skala nanometer, membuat perangkat ini secara potensial berguna sebagai muatan berskala nano dan sensor gaya.

"Sejak bulan Agustus 2010, Levy telah memimpin sebuah proyek multi-institusional seharga US $ 7,5 juta, untuk membangun sebuah semikonduktor dengan sifat mirip dengan SketchSET", katanya. Didanai oleh program Kantor Penelitian Ilmiah Multi-University Research Initiative (MURI) Angkatan Udara Amerika Serikat, upaya lima tahun ini dimaksudkan untuk mengatasi beberapa tantangan paling signifikan yang terkait dengan pengembangan teknologi informasi kuantum. Levy bekerja pada proyek tersebut dengan para peneliti dari Cornell, Stanford, Universitas California di Santa Barbara, Universitas Michigan, dan Universitas Wisconsin-Madison.


__________________________
Diperoleh dari University of Pittsburgh

Artikel Sejenis



0 comments:

Post a Comment

Pembaca Setia

Apakah artikel dalam blog ini bermanfaat bagi anda?

Berlangganan

cek email anda untuk link verifikasi berlangganan setelah menekan tombol submit
 
If you're on a slow connection, try Mobile Version
Copyright 2014 WHIZ group. Layout Design By Anshul Dudeja. All Right Reserved.