En el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), El físico Profesor Thomas Schimmel y su equipo han desarrollado un transistor de un solo átomo, el transistor más pequeño que existe. Este componente de la electrónica cuántica conmuta la corriente eléctrica mediante el reposicionamiento controlado de un solo átomo, ahora también en estado sólido en un electrolito de gel. El transistor de un solo átomo funciona a temperatura ambiente y consume muy poca energía, lo que abre perspectivas completamente nuevas para la tecnología de la información. El transistor se presenta en Materiales avanzados .

La digitalización da como resultado un alto consumo de energía. En los países industrializados, La tecnología de la información tiene actualmente una participación de más del 10% en el consumo total de energía. El transistor es el elemento central del procesamiento de datos digitales en los centros informáticos, PC teléfonos inteligentes, o en sistemas embebidos para muchas aplicaciones desde la lavadora hasta el avión. Una memoria USB de bajo costo disponible comercialmente ya contiene varios miles de millones de transistores. En el futuro, el transistor de un solo átomo desarrollado por el profesor Thomas Schimmel y su equipo en el Instituto de Física Aplicada (APH) de KIT podría mejorar considerablemente la eficiencia energética en la tecnología de la información. "Este elemento de la electrónica cuántica permite conmutar energías más pequeñas que las de las tecnologías de silicio convencionales en un factor de 10, 000, "dice el físico y experto en nanotecnología Schimmel, que realiza investigaciones en la APH, el Instituto de Nanotecnología (INT), y el Centro de Investigación de Materiales para Sistemas Energéticos (MZE) de KIT. A principios de este año, Profesor Schimmel, que es considerado el pionero de la electrónica de un solo átomo, fue nombrado codirector del Centro de electrónica y fotónica de un solo átomo establecido conjuntamente por KIT y ETH Zurich.

En Materiales avanzados , los investigadores de KIT presentan el transistor que alcanza los límites de la miniaturización. Los científicos produjeron contactos metálicos de dos minutos. Entre ellos, hay un espacio tan ancho como un solo átomo de metal. "Por un pulso de control eléctrico, colocamos un solo átomo de plata en este espacio y cerramos el circuito, "Explica el profesor Thomas Schimmel." Cuando el átomo de plata se extrae de nuevo, el circuito está interrumpido ". El transistor más pequeño del mundo conmuta la corriente a través del movimiento reversible controlado de un solo átomo. Al contrario que los componentes electrónicos cuánticos convencionales, el transistor de un solo átomo no solo funciona a temperaturas extremadamente bajas cercanas al cero absoluto, es decir, -273 ° C, pero ya a temperatura ambiente. Esta es una gran ventaja para futuras aplicaciones.

El transistor de un solo átomo se basa en un enfoque técnico completamente nuevo. El transistor se compone exclusivamente de metal, no se utilizan semiconductores. Esto da como resultado voltajes eléctricos extremadamente bajos y, por eso, un consumo de energía extremadamente bajo. Hasta aquí, El transistor de un átomo de KIT ha aplicado un electrolito líquido. Ahora, Thomas Schimmel y su equipo han diseñado un transistor que funciona en un electrolito sólido. El electrolito en gel producido al gelificar un electrolito de plata acuoso con dióxido de silicio pirógeno combina las ventajas de un sólido con las propiedades electroquímicas de un líquido. De este modo, Se mejoran tanto la seguridad como el manejo del transistor de un solo átomo.