Saksalaisen Karlsruhe Institute of Technologyn (KIT) professori Thomas Schimmelin ja hänen tiiminsä ovat kehittäneet yhden atomin transistorin. Tämä kvanttielektroniikan komponentti kytkee sähkövirtaa yksittäisen atomin hallitulla sijoittelulla kahden elektrodin väliin.
Yksiatomi-transistori toimii huoneenlämmössä ja kuluttaa hyvin vähän energiaa, mikä avaa täysin uusia näkökulmia tietotekniikkaan.
Tulevaisuudessa Schimmelin ja hänen ryhmänsä kehittämä yksiatominen transistori voisi merkittävästi parantaa tietotekniikan energiatehokkuutta. - Tämä kvanttielektroniikan elementti mahdollistaa perinteisten pii-teknologioita 10 000 kertaa pienemmät energiakäytön kytkimet, toteaa fysiikan ja nanoteknologian asiantuntija Schimmel.
Tutkijat rakensivat kaksi metallikontaktia, joiden välinen fyysinen rako on yhtä leveä kuin yksittäinen metalliatomi. - Sähköisellä ohjauspulssilla sijoitamme yksittäisen hopea-atomin tähän rakoon ja suljemme virtapiirin. Kun hopea-atomi poistetaan, piiri katkeaa, professori Thomas Schimmel selittää.
Yksiatominen transistori perustuu täysin uuteen tekniseen lähestymistapaan. Transistori koostuu pelkästään metallista. Koska siinä ei ole puolijohteen tapaan energiarakoa sitä voi käyttää erittäin pienillä jännitteillä, mikä johtaa erittäin alhaiseen energiankulutukseen. Kokeissa käytettiin lähde-nielu -virtoja, jotka vaihtelevat välillä 1-8 mikroampeeria.
Tähän asti KIT:n yksiatomi-transistoria on sovellettu nestemäisessä elektrolyytissä mutta jatkossa se toiminee kiinteässä elektrolyytissä.
Technical University of Denmarkin (DTU) johtamana eurooppalainen Graphene Flagship tutkijaorganisaatio on puolestaan löytänyt erikoisen mekanismin elektronisten ominaisuuksien hallitsemiseksi molekyylien avulla.
Boorinitridillä kapseloidun grafeenin reunaan kiinnitettyjen polaaristen molekyylien ferrosähköinen järjestys voidaan vaihtaa sähköstaattisella portilla ja sitä voidaan käyttää muistilaitteille ja antureille.
Tavanomaiset liitokset eivät ole tarpeeksi pieniä yksittäisten molekyylien siltaamiseksi. Jose Caridad Tanskan teknillisestä korkeakoulusta keksi käyttää jotain, joka on jo atomisen pieni ansoittamaan molekyylejä: grafeenin 0,3 nanometrin levyinen reuna.
Grafeenireuna toimi veden ja hapen vaikutuksesta herkkänä polaaristen molekyylien alustana. Molekyylejä voitiin ohjata sähkökentällä kahteen tilaan aivan kuten vaihtokytkin. Tämä muuttaa radikaalisti grafeenikerroksen elektronijakaumaa ja siten laitteen resistanssia ja kapasitanssia.
- Meillä on uusi alusta ns. memristive- ja memcapacitive-laitteille. Nämä ovat nanoskaalan laitteita, joiden tilaa voidaan vaihtaa ja se muistaa ne, toteaa Jose Caridad, joka alun perin löysi vaikutuksen ja ohjasi projektia.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 27.8.2018
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
