Dijitalleştirme, yüksek enerji tüketimi ile sonuçlanır. Endüstrileşmiş ülkelerde, bilgi teknolojisi şu anda toplam güç tüketiminde% 10'un üzerinde bir paya sahiptir. Transistör, bilgi işlem merkezlerinde, PC'lerde, akıllı telefonlarda veya çamaşır makinesinden uçağa birçok uygulama için gömülü sistemlerde dijital veri işlemenin merkezi unsurudur. Piyasada satılan düşük maliyetli bir USB bellek zaten birkaç milyar transistör içerir. Gelecekte, Profesör Thomas Schimmel ve ekibinin KIT'nin Uygulamalı Fizik Enstitüsü'nün (APH) geliştirdiği tek atomlu transistör, bilgi teknolojisindeki enerji verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. APH, Nanoteknoloji Enstitüsü (INT) 'de araştırma yapan fizikçi ve nanoteknoloji uzmanı Schimmel, "Bu kuantum elektroniği elemanı, geleneksel silikon teknolojilerininkinden daha az enerjiyi değiştirmeyi mümkün kılıyor" diyor. KIT Enerji Sistemleri (MZE). Bu yılın başlarında, tek atomlu elektroniğin öncüsü sayılan Profesör Schimmel, KIT ve ETH Zürih tarafından ortaklaşa kurulan Tek-Atom Elektroniği ve Fotonik Merkezi'nin Eş-Direktörü olarak atandı.
Gelişmiş Materyallerde, KIT araştırmacıları minyatürizasyon sınırlarına ulaşan transistörü sunuyor. Bilim adamları aralarında tek bir metal atom kadar geniş bir boşluk iki küçük metalik kontak üretti. Profesör Thomas Schimmel, "Bir elektriksel kontrol darbesi ile, bu boşluğa tek bir gümüş atomu yerleştirdi ve devreyi kapattı." "Gümüş atom tekrar kaldırıldığında, devre kesildi." Dünyanın en küçük transistörü, tek bir atomun kontrollü tersinir hareketiyle akımı geçer. Konvansiyonel kuantum elektroniği bileşenlerinin aksine, tek atomlu transistör sadece mutlak sıfır, yani -273 ° C civarında çok düşük sıcaklıklarda çalışmakla kalmaz, aynı zamanda oda sıcaklığında da çalışır. Bu, gelecekteki uygulamalar için büyük bir avantajdır.
Tek atomlu transistör tamamen yeni bir teknik yaklaşıma dayanmaktadır. Transistör sadece metalden oluşur, yarı iletkenler kullanılmaz. Bu, aşırı düşük elektrik voltajlarına ve dolayısıyla çok düşük bir enerji tüketimine neden olur. Şimdiye kadar, KIT'in tek atomlu transistörü bir sıvı elektrolit uygulandı. Şimdi, Thomas Schimmel ve ekibi katı bir elektrolitle çalışan bir transistör tasarladılar. Bir sulu gümüş elektroliti pirojenik silikon dioksit ile jelleştirerek üretilen jel elektroliti, katı maddenin avantajı sıvının elektrokimyasal özellikleriyle birleştirir. Bu şekilde, tek atomlu transistörün hem güvenliği hem de kullanımı iyileştirilir.