德国卡尔斯鲁厄理工大学托马斯·希梅尔专家教授领导的精英团队开发设计出了单原子晶体管——一种使用电流操纵一个一个原子偏移进行开关的量子电子元器件。单原子晶体管可在室内温度下使用，并耗费非常少电能，这为将来现代信息技术开拓了新的应用发展前景。此项技术成果已被发表在《先进材料》杂志期刊上。
智能化对能源有极大市场需求，在新型工业化國家中，现代信息技术现阶段耗电量占全部工业生产耗电量的10%以上，不论是电子计算机处理中心、个人计算机，還是从全自动洗衣机到智能机的各种各样嵌入式应用操作系统。现阶段1个几欧元的USB内存储器就富含上亿个晶体管。卡尔斯鲁厄理工大学开发设计的单原子晶体管将来可明显增强现代信息技术的能源转化率，希梅尔教授称，“拥有这一量子电子元器件，耗能将少于传统式硅技术电子元器件一万倍”。希梅尔教授是卡尔斯鲁厄理工大学单原子电子器件与光子研究所主任，被称作单原子电子学先驱者。
在《先进材料》杂志上发表的论文里，科研工作人员详细介绍了怎样在只要单一金属原子净宽的间隙间创建2个细微金属接触点，实现现阶段晶体管能够达到的最小極限。希梅尔教授称，“我们再此间隙通过电控单脉冲中移动1个银原子，完成控制电路合闭；当我们再将银原子移除间隙，控制电路被断开”，从而实现全世界最小晶体管在接入电源状况下1个原子的受控可逆性运动。与传统化量子电子元器件不一样，单原子晶体管无需在贴近绝对零度的超低温前提工作，它可以始终在室内温度下工作，它是未来应用的1个根本性优点。
为开发单原子晶体管，卡尔斯鲁厄理工大学科研技术人员还开发设计了一整套升级版的生产工艺，单原子晶体管完全由金属材料组成，不含半导体材料。其結果是需要工作电压极低，因而耗能也非常低。科研工作人员之前制作单原子晶体管需要借助液体电解质，目前希梅尔教授以及精英团队初次运用固体电解质的设计原理，利用水溶性银电解质凝胶与热解法sio2凝胶电解质相结合，进而改进了安全系数，更方便单原子晶体管的处理。