分子大小的晶體管新鮮出爐尺寸或已達摩爾定律極限

砷化銦晶體管的中心是酞菁染料分子，其周圍環繞著12個帶正電的銦原子。

　　在一個砷化銦晶體上，12個帶正電的銦原子環繞著一個酞菁染料分子，這就是科學家最新研制的分子大小的晶體管。按照摩爾定律的硬限制，這很可能是一個晶體管所能達到的最小尺寸。

　　新型晶體管是由德國PDI固體電子學研究所、柏林自由大學、日本NTT基礎研究實驗室和美國海軍研究實驗室研究人員組成的國際團隊開發的。這一發表在科學期刊《自然·物理》上的最新成果朝著量子計算邁出一大步。

　　構成晶體管的每個銦原子的直徑是167皮米（0.167納米），比目前的最小電路——IBM公司剛剛推出的7納米芯片（晶體管尺寸為7納米）要小42倍。人類發絲厚度為10萬納米，大約是銦原子尺寸的60萬倍；紅血球直徑6000納米，是它的36000倍；甚至只有2.5納米寬的DNA鏈，大小也達到了銦原子的15倍。

　　在這樣的原子尺度上，電子流通常很難得到可靠地控制，電子會跳到晶體管外，導致晶體管無效。英國《衛報》網站21日報道稱，研究團隊使用一個掃描隧道電子顯微鏡，將銦原子放置在精確位置上，并對通過柵極的電子流進行控制。他們意外發現，位于晶體管中心的酞菁染料分子的方向是由其電荷決定的，這意味著，與傳統晶體管只有一種簡單的類似開關的狀態相比，新型晶體管可能并不只限于此。

　　研究證明，通過精確控制原子來創建一個比現有任何其他量子系統都要小的晶體管是可能的，它也為進一步研究如何將這些微晶體管應用于處理能力超過目前水平幾個數量級的計算機和系統打開了大門。

　　摩爾定律說，集成電路上可容納的元器件的數目約每隔18個月到24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。芯片上集成的晶體管越多，其功能越強大。目前最新款計算機芯片已經突破7納米尺度，向更小型化發展越來越難。雖然單分子晶體管距離集成到芯片中還很遙遠，但這項新研究仍將有助于下一代計算機——量子計算機的開發。