В последние годы многие научные группы активно изучают так называемые одноэлектронные транзисторы (single electron transistor — SET). Подобные устройства используют при работе всего несколько (или даже один) электронов и потому потребляют очень мало энергии, весьма компактны, а значит, могут стать великолепной основой для чипов будущего. Температурные флуктуации и приемлемая емкость электродов ограничивают рабочие области таких транзисторов размерами порядка 10 нанометров, что пока недоступно для массового производства. Кроме этого, до сих пор одноэлектронные транзисторы удавалось изготовить только из металлического волоска с барьером из изолятора, что сильно ограничивало возможности контролировать поток электронов. Все многочисленные попытки сделать такой транзистор по традиционной кремниевой технологии пока терпели неудачу.

Теперь эти трудности удалось преодолеть. Новая разработка состоит из кремниевого канала длиной 360 и шириной 30 нанометров. Над каналом помещаются целых три металлических затвора. На затворы подается напряжение двух уровней. Верхний уровень переключает транзистор, а нижний управляет движением электронов в малых локальных областях. Это позволяет гибко управлять проводимостью барьера для электронов, легко изменяя ее на три порядка величины.

Авторам впервые удалось добиться прекрасной воспроизводимости свойств транзистора и результатов измерений. Пока эксперименты проводились при низких температурах, и новый транзистор сначала найдет множество применений в научных лабораториях. На его основе уже можно изготавливать сверхточные электронометры, метрологические стандарты и ряд других уникальных приборов. Дальнейшее уменьшение размеров транзистора, считают авторы, позволит ему работать и при комнатной температуре. В этом случае его можно будет использовать не только в классических, но и в квантовых компьютерах будущего. — Г.А.