মুরের আইন "কাটিয়ে উঠা": ভবিষ্যতের ট্রানজিস্টর প্রযুক্তি

আমরা সিলিকনের বিকল্প সম্পর্কে কথা বলছি।

/ ছবি লরা ওকেল Unsplash

মুরের আইন, ডেনার্ডের আইন এবং কুমির নিয়ম প্রাসঙ্গিকতা হারাচ্ছে। একটি কারণ হল যে সিলিকন ট্রানজিস্টরগুলি তাদের প্রযুক্তিগত সীমার কাছে আসছে। আমরা এই বিষয় বিস্তারিত আলোচনা আগের পোস্টে. আজ আমরা এমন উপকরণ সম্পর্কে কথা বলছি যা ভবিষ্যতে সিলিকন প্রতিস্থাপন করতে পারে এবং তিনটি আইনের বৈধতা প্রসারিত করতে পারে, যার অর্থ প্রসেসর এবং কম্পিউটিং সিস্টেমগুলির দক্ষতা বৃদ্ধি করা যা তাদের ব্যবহার করে (ডেটা সেন্টারের সার্ভার সহ)।



কার্বন ন্যানোটুবস

কার্বন ন্যানোটিউব হল সিলিন্ডার যার দেয়াল কার্বনের একটি মনোটমিক স্তর নিয়ে গঠিত। কার্বন পরমাণুর ব্যাসার্ধ সিলিকনের চেয়ে ছোট, তাই ন্যানোটিউব-ভিত্তিক ট্রানজিস্টরের ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং বর্তমান ঘনত্ব বেশি থাকে। ফলস্বরূপ, ট্রানজিস্টরের অপারেটিং গতি বৃদ্ধি পায় এবং এর শক্তি খরচ হ্রাস পায়। দ্বারা অনুসারে উইসকনসিন-ম্যাডিসন ইউনিভার্সিটির ইঞ্জিনিয়ারদের মতে, উৎপাদনশীলতা পাঁচগুণ বৃদ্ধি পায়।

কার্বন ন্যানোটিউবগুলির সিলিকনের চেয়ে ভাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে তা দীর্ঘকাল ধরে জানা গেছে - এই জাতীয় প্রথম ট্রানজিস্টর উপস্থিত হয়েছিল 20 বছরেরও বেশি আগে. কিন্তু সম্প্রতি বিজ্ঞানীরা যথেষ্ট কার্যকরী ডিভাইস তৈরি করার জন্য বেশ কয়েকটি প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে সক্ষম হয়েছেন। তিন বছর আগে, উইসকনসিনের ইতিমধ্যে উল্লিখিত বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদরা একটি ন্যানোটিউব-ভিত্তিক ট্রানজিস্টরের একটি প্রোটোটাইপ উপস্থাপন করেছিলেন, যা আধুনিক সিলিকন ডিভাইসগুলিকে ছাড়িয়ে গেছে।

কার্বন ন্যানোটিউব ভিত্তিক ডিভাইসগুলির একটি অ্যাপ্লিকেশন নমনীয় ইলেকট্রনিক্স। কিন্তু এখন পর্যন্ত প্রযুক্তি ল্যাবরেটরির বাইরে যায়নি এবং এর ব্যাপক বাস্তবায়নের কোনো কথা নেই।

গ্রাফিন ন্যানোরিবন

তারা সরু রেখাচিত্রমালা হয় গ্রাফিন কয়েক দশ ন্যানোমিটার চওড়া এবং বিবেচিত ভবিষ্যতের ট্রানজিস্টর তৈরির অন্যতম প্রধান উপকরণ। গ্রাফিন টেপের প্রধান বৈশিষ্ট্য হল চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্টকে ত্বরান্বিত করার ক্ষমতা। একই সময়ে, গ্রাফিন 250 বার আছে সিলিকনের চেয়ে বেশি বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা।

উপর কিছু তথ্য, গ্রাফিন ট্রানজিস্টরের উপর ভিত্তি করে প্রসেসর টেরাহার্টজের কাছাকাছি ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে সক্ষম হবে। আধুনিক চিপগুলির অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি 4-5 গিগাহার্টজে সেট করা আছে।

গ্রাফিন ট্রানজিস্টরের প্রথম প্রোটোটাইপ দশ বছর আগে হাজির. তখন থেকেই ইঞ্জিনিয়ার অপ্টিমাইজ করার চেষ্টা করছে তাদের উপর ভিত্তি করে ডিভাইসগুলির "একত্রিতকরণ" প্রক্রিয়া। খুব সম্প্রতি, প্রথম ফলাফল প্রাপ্ত হয়েছিল - মার্চ মাসে কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের ডেভেলপারদের একটি দল ঘোষণা উৎপাদনে লঞ্চ সম্পর্কে প্রথম গ্রাফিন চিপস. প্রকৌশলীরা বলছেন যে নতুন ডিভাইসটি ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কাজকে দশগুণ গতি বাড়িয়ে দিতে পারে।

হাফনিয়াম ডাই অক্সাইড এবং সেলেনাইড

হাফনিয়াম ডাই অক্সাইড মাইক্রোসার্কিট তৈরিতেও ব্যবহৃত হয় 2007 বছর থেকে. এটি একটি ট্রানজিস্টর গেটে একটি অন্তরক স্তর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু আজ প্রকৌশলীরা সিলিকন ট্রানজিস্টরের অপারেশন অপ্টিমাইজ করার জন্য এটি ব্যবহার করার প্রস্তাব দিয়েছেন।

/ ছবি ফ্রিটজেনস ফ্রিটজ PD

গত বছরের শুরুর দিকে স্ট্যানফোর্ডের বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার, যদি হাফনিয়াম ডাই অক্সাইডের স্ফটিক গঠন একটি বিশেষ উপায়ে পুনর্গঠিত হয়, তাহলে এটি বৈদ্যুতিক ধ্রুবক (একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রেরণের মাধ্যমের ক্ষমতার জন্য দায়ী) চার গুণেরও বেশি বৃদ্ধি পাবে। ট্রানজিস্টর গেট তৈরি করার সময় আপনি যদি এই জাতীয় উপাদান ব্যবহার করেন তবে আপনি প্রভাবটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারেন টানেল প্রভাব.

এছাড়াও আমেরিকান বিজ্ঞানীরা একটি উপায় খুঁজে পেয়েছি হাফনিয়াম এবং জিরকোনিয়াম সেলেনাইড ব্যবহার করে আধুনিক ট্রানজিস্টরের আকার হ্রাস করুন। এগুলি সিলিকন অক্সাইডের পরিবর্তে ট্রানজিস্টরের জন্য একটি কার্যকর অন্তরক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি ভাল ব্যান্ড ব্যবধান বজায় রাখার সময় সেলেনাইডগুলির পুরুত্ব অনেক ছোট (তিনটি পরমাণু) থাকে। এটি একটি সূচক যা ট্রানজিস্টরের শক্তি খরচ নির্ধারণ করে। ইতিমধ্যেই ইঞ্জিনিয়াররা তৈরি করতে পরিচালিত হাফনিয়াম এবং জিরকোনিয়াম সেলেনাইডের উপর ভিত্তি করে ডিভাইসের বেশ কয়েকটি কার্যকরী প্রোটোটাইপ।

এখন ইঞ্জিনিয়ারদের এই ধরনের ট্রানজিস্টর সংযোগের সমস্যা সমাধান করতে হবে - তাদের জন্য উপযুক্ত ছোট পরিচিতিগুলি বিকাশ করতে। এর পরেই ব্যাপক উৎপাদনের কথা বলা সম্ভব হবে।

মলিবডেনাম ডিসালফাইড

মলিবডেনাম সালফাইড নিজেই একটি দুর্বল অর্ধপরিবাহী, যা সিলিকনের বৈশিষ্ট্যে নিকৃষ্ট। কিন্তু নটরডেম বিশ্ববিদ্যালয়ের একদল পদার্থবিজ্ঞানী আবিষ্কার করেছেন যে পাতলা মলিবডেনাম ফিল্মের (একটি পরমাণু পুরু) অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে - তাদের উপর ভিত্তি করে ট্রানজিস্টরগুলি বন্ধ হয়ে গেলে কারেন্ট পাস করে না এবং স্যুইচ করতে সামান্য শক্তির প্রয়োজন হয়। এটি তাদের কম ভোল্টেজে কাজ করতে দেয়।

মলিবডেনাম ট্রানজিস্টর প্রোটোটাইপ উন্নত পরীক্ষাগারে 2016 সালে লরেন্স বার্কলে। ডিভাইসটি মাত্র এক ন্যানোমিটার চওড়া। প্রকৌশলীরা বলছেন যে এই ধরনের ট্রানজিস্টর মুরের আইন প্রসারিত করতে সাহায্য করবে।

এছাড়াও গত বছর মলিবডেনাম ডিসালফাইড ট্রানজিস্টর উপস্থাপিত দক্ষিণ কোরিয়ার একটি বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রকৌশলী। প্রযুক্তিটি OLED ডিসপ্লের কন্ট্রোল সার্কিটে অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পাবে বলে আশা করা হচ্ছে। যাইহোক, এই ধরনের ট্রানজিস্টরগুলির ব্যাপক উত্পাদন সম্পর্কে এখনও কোন কথা বলা হয়নি।

এই সত্ত্বেও, স্ট্যানফোর্ড থেকে গবেষকরা দাবিযে ট্রানজিস্টর উৎপাদনের জন্য আধুনিক অবকাঠামো ন্যূনতম খরচে "মলিবডেনাম" ডিভাইসের সাথে কাজ করার জন্য পুনর্নির্মাণ করা যেতে পারে। এ ধরনের প্রকল্প বাস্তবায়ন করা সম্ভব হবে কি না তা ভবিষ্যতে দেখার বিষয়।

আমরা আমাদের টেলিগ্রাম চ্যানেলে যা লিখি:

• কিভাবে একজন IaaS প্রদানকারী ক্লায়েন্ট কোম্পানির ব্যক্তিগত তথ্য রক্ষা করে
• VMware EMPOWER 2019 ইভেন্ট অনুসরণ করা: ওয়ার্কস্পেস ওয়ানের মূল বিষয়গুলি শেখা
• এক বছর পরে - যারা জিডিপিআরের অধীনে জরিমানা পেয়েছেন
• ডেটা সেন্টারগুলি কীভাবে করছে - নতুন প্রসেসর
• ডেটা সেন্টারগুলি কীভাবে করছে: সাম্প্রতিক বছরগুলির প্রযুক্তিগত প্রবণতা৷
• কিভাবে একটি IoT নেটওয়ার্ক রক্ষা করবেন: ওপেন সোর্স সাহায্য করবে

উত্স: www.habr.com