EUV光刻机还没买到，单原子晶体管已经上路了

当今最先进的光刻机非ASML的EUV（极紫外）光刻机莫属，然而由于帝国的阻挠，到现在我们仍然无法拿到。

ASML的EUV（极紫外）光刻机

当我们遭遇光刻机卡脖子的时候，另一些科学家已经在通往极限的路上前进了一大步。也许有一天，光刻机不再是今天的样子，而

单原

子晶体管会成为新一代计算机中处理器和存储器的基础。

单原子晶体管已经在实验室中实现，但是要实现这样的微型晶体管处理器，研究人员必须找到可靠的方法来将晶体管重复制造许多次，并且将他们连通在一起。

单原子晶体管

美国国家标准技术研究院（NIST）的研究人员开发出了新的方案，以生产原子级芯片。NIST是世界上第二个构造单原子晶体管的团队，并且是第一个制造一系列原子尺度控制的单电子晶体管的团队。

研究人员现在可以精确地调整单个电子流过晶体管中物理间隙的速度。在经典物理学中电子需要足够的能量来跨过位势垒，但是在量子尺度下，一

种

量子现象（称为量子隧穿效应）能够让电子在能量不足的情况下跨越位势垒，这样就节省了能量。只有精确控制量子隧穿，才有可能创建原子级计算机。

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视频：单原子晶体管的制造工艺

为了制造单原子或少原子的晶体管，科学家先在硅片上覆盖了一层氢原子，氢原子很容易与硅结合。然后用扫描隧道显微镜的尖端除去选定位置的氢原子。剩余的氢原子起到了物理间隙的作用，之后将磷化氢气体（PH3）引导到硅表面，单个磷化氢分子只会附着在氢被去除的位置。然后研究人员加热硅表面，热量使磷化氢分解，同时磷原子置换下一层的硅原子并嵌入硅片种。

过去，处理过程通常需要一直加热整个硅片，以消除缺陷并确保硅具有纯晶体结构。但是加热可能会使结合的磷原子脱落，而破坏

原子级

装置的结构。新的工艺在室温下沉积几个硅层，从而使磷原子得以固定。

这种层涂覆方法可以制造出更稳定和精确的原子级晶体管设备，因为即使只是单个原子的缺陷都可以改变电子组件的电导率和其他属性。

这只是第一步，还需要将多个晶体管之间连通以形成电路。科学家们在硅表面特定位置施加金属钯，加热后钯与硅发生反应，形成硅化钯的导电合金，该合金自然穿透硅层并与磷原子接触，这样就形成了大规模的电路。

新工艺的连接方式成功率接近100％。

研究人员利用新工艺制造了一系列单电子晶体管，除了隧穿间隙的大小不同外，其他所有方面都相同。通过测试不同间隙的电子流动变化，研究人员得以了解规律，这样就可以精确地控制单个电子通过晶体管的流动。

经过50年的发展，单原子晶体管是否是摩尔定律的尽头？