Kicsi, gyors és nagyon tartós a különleges atomi szerkezetből épített elektromos kapcsoló.
Memóriák építésére és más célokra is kiválóan alkalmas lehet az az új ultravékony ferroelektromos anyag, amit a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) fizikusai hoztak létre. A különleges anyagot még 2021-ben fedezték fel, a csapat az elmúlt évek során építette meg és tesztelte a belőle készített első tranzisztort.
A fejlesztés alapja, hogy Pablo Jarillo-Herrero és Raymond Ashoori professzorok olyan többrétegű anyagokat kutattak, amelyekben a pozitív és negatív töltések külön rétegeken helyezkednek el. Az eredmény egy olyan molekuláris kapcsoló lett, ami minden szempontból felülmúlja a jelenlegi technika képességeit.
Az anyag két darab atomnyi vastagságú bór-nitrid rétegből áll, amiket a természetben nem előforduló formában, 180 fokkal elforgatva helyeztek egymásra. A hatszögletű molekuláris rácsok áram hatására elmozdulnak egymás felett, és így megváltoztatják az anyag polarizációját. Ráadás, hogy szobahőmérsékleten is működik, és a beállított tulajdonságot stabilan megtartja.
A csoda lényege, hogy a rétegeket pár angströmmel elmozdívta radikálisan más elektronikát kapunk
– mondta Ashoori.
A laboratóriumi vizsgálatok igazolták a tranzisztor kitűnő tulajdonságait. Nagyon gyors volt: a két állás, ha úgy tetszik, az egyes és zéró közötti váltás nanoszekundumok (a másodperc egymilliárdod része) alatt végbement. Nagyon tartós: 100 milliárd kapcsolás során nem mutatkoztak kopás vagy minőségromlás jelei (szemben a flashmemóriával). Az ultravékony, két atomnyi vastagságból további két dolog következik: nagyon nagy adatsűrűségű memória építhető belőle, és működtetése nagyon gyenge áramot igényel.
A laboratóriumomban főleg fizikai alapkutatással foglalkozunk. Ez az első és talán legdrámaibb példa arra, hogy tudományos alapkutatásnak jelentős alkalmazásai lehetnek
– emelte ki Jarillo-Herrero.
Ashoori ugyanerre reflektálva úgy vélte, hogy egész fizikusi karrierjében ez lesz az az eredmény, ami egy-két évtized alatt megváltoztatja a világot.
A kutatók szerint az új tranzisztorral kapcsolatban még sok kérdés nyitott: pontosan mikor és hogyan mozdulnak el egymáson a rétegek, vagy van-e elméleti felső határ a kapcsolások/elmozdulások számában? Fontos kérdés, hogy csak árammal vezérelhető, vagy esetleg fényimpulzussal is átkapcsolható?
Az anyag előállítása egyelőre nem olyan egyszerű, hogy egy csapásra ipari termelésbe lehetne állítani, a fizikusok azonban optimisták, hogy a következő években sikerül majd leküzdeni ezeket az akadályokat.