Delft (NL) – Het is fysici gelukt om met één enkel elektron het verschil tussen aan en uit aan te geven. De grens van de kleinst mogelijke schakeling komt in zicht.


Tegenwoordig werken alle elektronische apparaten nog op siliciumchips, maar deze beginnen hun grenzen te bereiken. Wil je in de toekomst blijven doorgaan met het maken van kleinere computers en telefoons, dan zal je op moleculair niveau moeten gaan werken. Als je echter op deze kleine schaal werkt, gaan kwantumeffecten een rol spelen. In plaats van deze effecten te omzeilen gaan wetenschappers ze steeds meer gebruiken in elektrische schakelingen.
Een van de nieuwste toepassingen is de SET (Single-Electron Transistor). Een transistor is een halfgeleider die kleine elektrische signalen kan versterken. Deze schakelingen hebben, zoals de naam al zegt, aan één elektron genoeg om het verschil tussen aan en uit aan te geven. Dit was al een tijdje mogelijk bij -273 graden Celsius, maar de SET van de onderzoekers uit Delft werkt ook bij kamertemperatuur. Deze schakelingen hebben een grootte van één bij één bij twintig nanometer (één nanometer is een miljoenste millimeter).
Professor Cees Dekker publiceert op 7 juli in Science een artikel over deze ontdekking. Volgens hem zit het onderzoek nu in “een testfase” en wordt onderzocht of de eerste prototypen ook uiteindelijk in staat zijn om de siliciumchip te vervangen. Dekker: “Wij bekijken alternatieven voor silicium en nu onze SET’s werken bij kamertemperatuur is dat hoopvol. De huidige chips kunnen nog tien tot vijftien jaar doorkrimpen en dan is het afgelopen. Waarschijnlijk duurt het nog een jaar of twintig voordat losse elektronen alle elektrische schakelingen regelen, maar dan is het eind van de miniaturisering ook echt bereikt.”

Marijn Sandtke