"ઓવરકમિંગ" મૂરેનો કાયદો: ટ્રાન્ઝિસ્ટર ટેક્નોલોજીસ ઓફ ધ ફ્યુચર

અમે સિલિકોન માટેના વિકલ્પો વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ.

/ ફોટો લૌરા ઓકેલ અનસ્પ્લેશ

મૂરનો કાયદો, ડેનાર્ડનો કાયદો અને કૂમીનો નિયમ સુસંગતતા ગુમાવી રહ્યો છે. એક કારણ એ છે કે સિલિકોન ટ્રાન્ઝિસ્ટર તેમની તકનીકી મર્યાદાની નજીક આવી રહ્યા છે. અમે આ વિષય પર વિગતવાર ચર્ચા કરી અગાઉની પોસ્ટમાં. આજે આપણે એવી સામગ્રી વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ જે ભવિષ્યમાં સિલિકોનને બદલી શકે છે અને ત્રણ કાયદાઓની માન્યતાને વિસ્તૃત કરી શકે છે, જેનો અર્થ છે કે પ્રોસેસર્સની કાર્યક્ષમતા અને તેનો ઉપયોગ કરતી કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમ્સ (ડેટા સેન્ટર્સમાં સર્વર્સ સહિત) વધારવી.



કાર્બન નેનોટ્યુબ

કાર્બન નેનોટ્યુબ એ સિલિન્ડરો છે જેની દિવાલો કાર્બનના મોનોટોમિક સ્તર ધરાવે છે. કાર્બન અણુઓની ત્રિજ્યા સિલિકોન કરતા નાની હોય છે, તેથી નેનોટ્યુબ આધારિત ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ઈલેક્ટ્રોન ગતિશીલતા અને વર્તમાન ઘનતા વધારે હોય છે. પરિણામે, ટ્રાન્ઝિસ્ટરની ઓપરેટિંગ ઝડપ વધે છે અને તેનો પાવર વપરાશ ઘટે છે. દ્વારા અનુસાર વિસ્કોન્સિન-મેડિસન યુનિવર્સિટીના એન્જિનિયરો, ઉત્પાદકતા પાંચ ગણી વધે છે.

કાર્બન નેનોટ્યુબમાં સિલિકોન કરતાં વધુ સારી લાક્ષણિકતાઓ છે તે હકીકત લાંબા સમયથી જાણીતી છે - આવા પ્રથમ ટ્રાંઝિસ્ટર દેખાયા 20 વર્ષ પહેલાં. પરંતુ તાજેતરમાં જ વૈજ્ઞાનિકોએ પૂરતા પ્રમાણમાં અસરકારક ઉપકરણ બનાવવા માટે સંખ્યાબંધ તકનીકી મર્યાદાઓને દૂર કરવામાં સફળ થયા છે. ત્રણ વર્ષ પહેલાં, પહેલેથી જ ઉલ્લેખિત યુનિવર્સિટી ઓફ વિસ્કોન્સિનના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ નેનોટ્યુબ-આધારિત ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો પ્રોટોટાઇપ રજૂ કર્યો હતો, જે આધુનિક સિલિકોન ઉપકરણોને પાછળ રાખી દે છે.

કાર્બન નેનોટ્યુબ પર આધારિત ઉપકરણોની એક એપ્લિકેશન લવચીક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ છે. પરંતુ અત્યાર સુધી ટેક્નોલોજી લેબોરેટરીથી આગળ વધી નથી અને તેના સામૂહિક અમલીકરણની કોઈ વાત નથી.

ગ્રાફીન નેનોરિબન્સ

તેઓ સાંકડી પટ્ટીઓ છે ગ્રાફીન ઘણા દસ નેનોમીટર પહોળા અને માનવામાં આવે છે ભવિષ્યના ટ્રાન્ઝિસ્ટર બનાવવા માટેની મુખ્ય સામગ્રીમાંની એક. ગ્રાફીન ટેપની મુખ્ય મિલકત ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને તેમાંથી વહેતા પ્રવાહને વેગ આપવાની ક્ષમતા છે. તે જ સમયે, ગ્રાફીન 250 વખત છે સિલિકોન કરતાં વધુ વિદ્યુત વાહકતા.

દ્વારા કેટલાક ડેટા, ગ્રાફીન ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર આધારિત પ્રોસેસર્સ ટેરાહર્ટ્ઝની નજીકની ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરી શકશે. જ્યારે આધુનિક ચિપ્સની ઓપરેટિંગ આવર્તન 4-5 ગીગાહર્ટ્ઝ પર સેટ છે.

ગ્રાફીન ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો પ્રથમ પ્રોટોટાઇપ દસ વર્ષ પહેલાં દેખાયો. ત્યારથી એન્જિનિયરો ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છીએ તેમના આધારે "એસેમ્બલિંગ" ઉપકરણોની પ્રક્રિયાઓ. ખૂબ જ તાજેતરમાં, પ્રથમ પરિણામો પ્રાપ્ત થયા હતા - માર્ચમાં કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીના વિકાસકર્તાઓની એક ટીમ જાહેરાત કરી ઉત્પાદન શરૂ કરવા વિશે પ્રથમ ગ્રાફીન ચિપ્સ. એન્જિનિયરોનું કહેવું છે કે નવું ઉપકરણ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની કામગીરીને દસ ગણી ઝડપી બનાવી શકે છે.

હેફનિયમ ડાયોક્સાઇડ અને સેલેનાઇડ

હેફનીયમ ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ માઇક્રોસર્કિટ્સના ઉત્પાદનમાં પણ થાય છે 2007 વર્ષથી. તેનો ઉપયોગ ટ્રાંઝિસ્ટર ગેટ પર ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર બનાવવા માટે થાય છે. પરંતુ આજે ઇજનેરો સિલિકોન ટ્રાંઝિસ્ટરના ઑપરેશનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવાની દરખાસ્ત કરે છે.

/ ફોટો Fritzchen Fritz PD

ગયા વર્ષની શરૂઆતમાં, સ્ટેનફોર્ડના વૈજ્ઞાનિકો શોધ્યું, કે જો હેફનિયમ ડાયોક્સાઇડનું સ્ફટિક માળખું વિશેષ રીતે પુનઃસંગઠિત કરવામાં આવે, તો તે વિદ્યુત સ્થિર (વિદ્યુત ક્ષેત્રને પ્રસારિત કરવા માટે માધ્યમની ક્ષમતા માટે જવાબદાર) ચાર ગણાથી વધુ વધશે. જો તમે ટ્રાંઝિસ્ટર દરવાજા બનાવતી વખતે આવી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરો છો, તો તમે પ્રભાવને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકો છો ટનલ અસર.

અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો પણ રસ્તો મળ્યો હેફનિયમ અને ઝિર્કોનિયમ સેલેનાઇડ્સનો ઉપયોગ કરીને આધુનિક ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું કદ ઘટાડવું. તેઓ સિલિકોન ઓક્સાઇડને બદલે ટ્રાન્ઝિસ્ટર માટે અસરકારક ઇન્સ્યુલેટર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. સેલેનાઇડ્સમાં નોંધપાત્ર રીતે નાની જાડાઈ (ત્રણ અણુઓ) હોય છે, જ્યારે સારી બેન્ડ ગેપ જાળવી રાખે છે. આ એક સૂચક છે જે ટ્રાંઝિસ્ટરનો પાવર વપરાશ નક્કી કરે છે. એન્જિનિયરો પહેલેથી જ છે બનાવવા વ્યવસ્થાપિત હેફનિયમ અને ઝિર્કોનિયમ સેલેનાઇડ્સ પર આધારિત ઉપકરણોના કેટલાક કાર્યકારી પ્રોટોટાઇપ્સ.

હવે ઇજનેરોએ આવા ટ્રાન્ઝિસ્ટરને કનેક્ટ કરવાની સમસ્યા હલ કરવાની જરૂર છે - તેમના માટે યોગ્ય નાના સંપર્કો વિકસાવવા. આ પછી જ મોટા પાયે ઉત્પાદન વિશે વાત કરવી શક્ય બનશે.

મોલિબડેનમ ડિસલ્ફાઇડ

મોલીબડેનમ સલ્ફાઇડ પોતે એક નબળું સેમિકન્ડક્ટર છે, જે સિલિકોન કરતાં ગુણોમાં હલકી ગુણવત્તાવાળા છે. પરંતુ નોટ્રે ડેમ યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના જૂથે શોધ્યું કે પાતળી મોલિબડેનમ ફિલ્મો (એક અણુ જાડા) અનન્ય ગુણધર્મો ધરાવે છે - તેના પર આધારિત ટ્રાન્ઝિસ્ટર જ્યારે બંધ હોય ત્યારે પ્રવાહ પસાર કરતા નથી અને સ્વિચ કરવા માટે થોડી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આ તેમને ઓછા વોલ્ટેજ પર કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

મોલિબડેનમ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પ્રોટોટાઇપ વિકસિત પ્રયોગશાળામાં 2016 માં લોરેન્સ બર્કલે. ઉપકરણ માત્ર એક નેનોમીટર પહોળું છે. એન્જિનિયરો કહે છે કે આવા ટ્રાન્ઝિસ્ટર મૂરના કાયદાને વિસ્તારવામાં મદદ કરશે.

ગયા વર્ષે પણ મોલીબડેનમ ડાયસલ્ફાઇડ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પ્રસ્તુત દક્ષિણ કોરિયન યુનિવર્સિટીના ઇજનેરો. ટેક્નોલોજીને OLED ડિસ્પ્લેના કંટ્રોલ સર્કિટમાં એપ્લિકેશન મળવાની અપેક્ષા છે. જો કે, આવા ટ્રાન્ઝિસ્ટરના મોટા પાયે ઉત્પાદન વિશે હજુ સુધી કોઈ વાત કરવામાં આવી નથી.

આ હોવા છતાં, સ્ટેનફોર્ડના સંશોધકો દાવોકે ટ્રાન્ઝિસ્ટરના ઉત્પાદન માટેનું આધુનિક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ન્યૂનતમ ખર્ચે "મોલીબડેનમ" ઉપકરણો સાથે કામ કરવા માટે ફરીથી બનાવી શકાય છે. આવા પ્રોજેક્ટ્સ અમલમાં મૂકવું શક્ય બનશે કે કેમ તે ભવિષ્યમાં જોવાનું બાકી છે.

અમે અમારી ટેલિગ્રામ ચેનલમાં શું લખીએ છીએ:

• IaaS પ્રદાતા ક્લાયંટ કંપનીઓના વ્યક્તિગત ડેટાને કેવી રીતે સુરક્ષિત કરે છે
• VMware EMPOWER 2019 ઇવેન્ટને અનુસરીને: Workspace ONE ની મૂળભૂત બાબતો શીખવી
• એક વર્ષ પછી - જેમણે જીડીપીઆર હેઠળ દંડ મેળવ્યો
• ડેટા સેન્ટર કેવી રીતે કરી રહ્યા છે - નવા પ્રોસેસર્સ
• ડેટા સેન્ટર્સ કેવી રીતે કરી રહ્યા છે: તાજેતરના વર્ષોના તકનીકી વલણો
• IoT નેટવર્કને કેવી રીતે સુરક્ષિત કરવું: ઓપન સોર્સ મદદ કરશે

સોર્સ: www.habr.com