用硅原子間的磷原子制成的納米線(xiàn)

摩爾定律是指，集成電路（IC）上可容納的晶體管數(shù)目，每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。由此可推測(cè)，每隔18個(gè)月，以相同價(jià)格購(gòu)買(mǎi)的電腦，其性能將提高兩倍以上。

自該定律被提出的40多年以來(lái)，就不斷有更小的晶體管、導(dǎo)線(xiàn)等元件被研發(fā)出來(lái)，用以開(kāi)發(fā)出更高性能的計(jì)算機(jī)。然而，當(dāng)電子原件的度量尺度達(dá)到納米級(jí)之后，出現(xiàn)了新的問(wèn)題：隨著電路尺度變小，電阻常常過(guò)大，使電荷“步履艱難”，難以流動(dòng)形成電流。

所以，集成電路發(fā)展至量子級(jí)時(shí)，也出現(xiàn)了量子效應(yīng)，即不再遵循宏觀電路中的定理，使得摩爾定律的權(quán)威性岌岌可危。

然而據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》報(bào)道， 日前，由澳大利亞和美國(guó)科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種單原子的納米導(dǎo)線(xiàn)，其導(dǎo)電能力可與傳統(tǒng)銅導(dǎo)線(xiàn)相媲美。據(jù)研究人員介紹，他們突破電阻瓶頸的工具，是磷原子?？蒲腥藛T利用了原子精度的掃描隧道顯微鏡，在硅原子之間均勻安放少量磷原子，以實(shí)現(xiàn)電子的逐次傳遞，從而產(chǎn)生導(dǎo)電的效果。所制成的納米導(dǎo)線(xiàn)寬度相當(dāng)于４個(gè)硅原子，高度相當(dāng)于１個(gè)硅原子。這預(yù)示著電子元件尺度降低到量子級(jí)別，有望成為現(xiàn)實(shí)。

該項(xiàng)研究的成功僅僅是投石問(wèn)路，納米導(dǎo)線(xiàn)的成功設(shè)計(jì)預(yù)示著集成電路有望降低到量子級(jí)別，不過(guò)，真正意義上量子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世還需要至少十年時(shí)間。該研究團(tuán)隊(duì)在首獲成功之后，設(shè)定下一步的研發(fā)目標(biāo)：將磷原子作為最小信息單位——就像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中的比特一樣，研制出磷基量子計(jì)算機(jī)。

長(zhǎng)噓一口氣。時(shí)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)，摩爾定律仍舊“寶刀未老”。