Research press release


Nature Nanotechnology

The smallest ever transistor

シリコン表面にリン原子1個を極めて正確に配置することによって単一原子トランジスターが作製されたことが、今週のNature Nanotechnology電子版に報告されている。これは、史上最小のトランジスターである。 このリン原子は、ソース電極とドレイン電極の間(間隔は20ナノメートル足らず)に位置すると同時に、2つのゲート電極の間(間隔は100ナノメートル余り)に位置している。Michelle Simmonsらは、ソース-ドレイン電極間とゲート電極間に別々に電圧を印加してリン原子を通る電流を測定し、電流が電界効果トランジスターに典型的な電圧依存性を示すことを見いだした。 研究チームは、この史上最小のトランジスターを作るために、6個1組のシリコン原子のうち1個とリン原子1個を取り換える技術を開発した。これは、0.5ナノメートルを上回る正確さに相当する。本研究で数々の進歩が見られたにもかかわらず、単一原子トランジスターを日常的なデバイスとして使えるようにするには、まだ多くの課題を克服する必要がある。

A single-atom transistor created by very accurately positioning a phosphorus atom on a silicon surface is reported in a paper published online this week in Nature Nanotechnology. The work represents the smallest transistor created to date. The phosphorus atom sits between source and drain electrodes, which are less than 20 nanometres apart, and also between two gate electrodes, which are just over 100 nanometres apart. Michelle Simmons and co-workers applied a voltage across the source and drain electrodes, and another voltage across the gate electrodes, and measured the current through the phosphorous atom. They found that the current depends on the voltages in a way that is characteristic of a field-effect transistor. To make the smallest ever transistor the team developed a technique that allowed them to replace one silicon atom in a group of six with a phosphorous atom. This corresponds to an accuracy of better than half a nanometre. Despite the advances noted in this study, a number of challenges need to be overcome before single-atom transistors are ready to feature as everyday devices.

doi: 10.1038/nnano.2012.21

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