Press release: The 1986 Nobel Prize in Physics

1 fișă

1. 01

   Tunelarea lucrează pentru tine în fiecare zi: dioda lui Esaki, microscopul care vede atomi și memoria flash din telefon trăiesc din ea. Tot ea e și un zid pentru tranzistoarele tot mai mici, prin care electronii încep să scape.

   Press release: The 1986 Nobel Prize in Physics · 1986

   Microscopul vede atomi, iar memoria flash ține date pentru că tunelarea depinde enorm de distanță și de tensiune.

   Prima invenție a venit în 1957. Leo Esaki, un tânăr cercetător de la firma japoneză care avea să devină Sony, a făcut o diodă (o piesă care lasă curentul să treacă într-un singur sens) cu un strat de separare extrem de subțire. Curentul trecea prin strat prin tunelare, iar dioda avea un comportament ciudat: la o anumită tensiune, dacă împingeai mai tare, curentul scădea. Asta o făcea foarte rapidă. Dioda Esaki i-a adus Nobelul pentru fizică în 1973, împreună cu Ivar Giaever și Brian Josephson. A doua: microscopul cu efect tunel, construit în 1981 de Gerd Binnig și Heinrich Rohrer la laboratorul IBM din Zürich. Un ac cu vârful ascuțit până la un singur atom trece pe deasupra unei suprafețe, fără s-o atingă, la o distanță de vreo doi atomi. Între ac și suprafață trec electroni prin tunelare. Fiindcă șansa de trecere scade foarte repede cu distanța, curentul se schimbă de vreo zece ori dacă acul urcă sau coboară cu o zecime de nanometru. Ținând curentul constant și urmărind cum urcă și coboară acul, poți desena suprafața atom cu atom. Nobelul a venit în 1986. În 1989, la IBM, Don Eigler și Erhard Schweizer au mutat cu un asemenea ac 35 de atomi de xenon și au scris cu ei literele I, B și M. A treia e în buzunarul tău: memoria flash din telefon și din stick-uri. Fiecare bit e o insuliță de metal îngropată într-un izolator. Ca să scrii, aplici o tensiune mare și electronii trec prin izolator, prin tunelare, pe insuliță. Fără tensiune, izolatorul e destul de gros ca ei să rămână acolo ani de zile, cu telefonul oprit. Aceeași tunelare e și o problemă: când izolatorul din tranzistoare a ajuns la grosimea câtorva atomi, electronii au început să scape prin el, iar industria a trebuit să treacă la alte materiale.

   “O tensiune electrică între vârful acului și suprafață face ca între ele să curgă un curent, deși nu se ating. […] Înregistrând mișcarea pe verticală a acului, poți studia structura suprafeței atom cu atom.”

   Deschide fișa →