Við erum að tala um val fyrir sílikon.
/ mynd Unsplash
Moore's Law, Dennard's Law og Coomey's Rule eru að missa mikilvægi. Ein ástæðan er sú að sílikon smári eru að nálgast tæknileg mörk sín. Við ræddum þetta efni í smáatriðum . Í dag erum við að tala um efni sem í framtíðinni geta komið í stað kísils og lengt gildi laganna þriggja, sem þýðir að auka skilvirkni örgjörva og tölvukerfa sem nota þá (þar á meðal netþjóna í gagnaverum).
Kolefni nanórör
Kolefni nanórör eru strokka þar sem veggir samanstanda af einatómu lagi af kolefni. Radíus kolefnisatóma er minni en kísils, þannig að smári sem byggjast á nanórörum hafa meiri rafeindahreyfanleika og straumþéttleika. Fyrir vikið eykst rekstrarhraði smárisins og orkunotkun hans minnkar. By verkfræðinga frá University of Wisconsin-Madison, fimmfaldast framleiðni.
Sú staðreynd að kolefni nanórör hafa betri eiginleika en kísill hefur verið þekkt í langan tíma - fyrstu slíkir smári komu fram . En aðeins nýlega hefur vísindamönnum tekist að sigrast á ýmsum tæknilegum takmörkunum til að búa til nægilega árangursríkt tæki. Fyrir þremur árum kynntu eðlisfræðingar frá háskólanum í Wisconsin sem þegar er nefndur frumgerð af smári sem byggir á nanórörum, sem var betri en nútíma sílikontæki.
Ein notkun tækja sem byggjast á kolefnisnanorörum er sveigjanleg rafeindatækni. En hingað til hefur tæknin ekki farið út fyrir rannsóknarstofuna og ekki er talað um fjöldaútfærslu hennar.
Grafen nanóbönd
Þetta eru mjóar ræmur nokkrir tugir nanómetra á breidd og eitt helsta efni til að búa til smára framtíðarinnar. Helsti eiginleiki grafenbands er hæfileikinn til að flýta fyrir straumnum sem flæðir í gegnum það með segulsviði. Á sama tíma, grafen meiri rafleiðni en sílikon.
Á , örgjörvar sem byggja á grafen smára munu geta starfað á tíðni nálægt terahertz. Þó að notkunartíðni nútímaflaga sé stillt á 4–5 gígahertz.
Fyrstu frumgerðir grafen smára . Síðan þá verkfræðingar ferli við að „setja saman“ tæki byggð á þeim. Mjög nýlega fengust fyrstu niðurstöður - teymi þróunaraðila frá háskólanum í Cambridge í mars um að koma í framleiðslu . Verkfræðingar segja að nýja tækið geti tífaldað rekstur rafeindatækja.
Hafníumdíoxíð og seleníð
Hafníumdíoxíð er einnig notað við framleiðslu á örrásum . Það er notað til að búa til einangrunarlag á smárahliði. En í dag leggja verkfræðingar til að nota það til að hámarka virkni sílikon smára.
/ mynd PD
Snemma á síðasta ári, vísindamenn frá Stanford , að ef kristalbygging hafníumdíoxíðs er endurskipulagt á sérstakan hátt, þá (ábyrgur fyrir getu miðilsins til að senda rafsvið) mun aukast meira en fjórfalt. Ef þú notar slíkt efni þegar þú býrð til smári hlið, getur þú dregið verulega úr áhrifum .
Einnig bandarískir vísindamenn minnka stærð nútíma smára sem nota hafníum og sirkon seleníð. Hægt er að nota þá sem áhrifaríkan einangrunarefni fyrir smára í stað kísiloxíðs. Seleníð hafa umtalsvert minni þykkt (þrjú atóm), en viðhalda góðu bandbili. Þetta er vísir sem ákvarðar orkunotkun smárisins. Verkfræðingar hafa þegar nokkrar virkar frumgerðir tækja byggðar á hafníum og sirkon seleníðum.
Nú þurfa verkfræðingar að leysa vandamálið við að tengja slíka smára - til að þróa viðeigandi litla tengiliði fyrir þá. Aðeins eftir þetta verður hægt að tala um fjöldaframleiðslu.
Mólýbden tvísúlfíð
Mólýbdensúlfíð sjálft er frekar lélegur hálfleiðari, sem er lakari að eiginleikum en kísill. En hópur eðlisfræðinga frá háskólanum í Notre Dame komst að því að þunnar mólýbdenfilmur (eitt atóm á þykkt) hafa einstaka eiginleika - smári sem byggjast á þeim fara ekki í gegnum straum þegar slökkt er á þeim og þurfa litla orku til að skipta. Þetta gerir þeim kleift að starfa við lágspennu.
Frumgerð mólýbden smára á rannsóknarstofunni. Lawrence Berkeley árið 2016. Tækið er aðeins einn nanómetra á breidd. Verkfræðingar segja að slíkir smári muni hjálpa til við að framlengja lögmál Moores.
Einnig mólýbden tvísúlfíð smári á síðasta ári verkfræðingar frá suður-kóreskum háskóla. Gert er ráð fyrir að tæknin muni nota í stýrirásum OLED skjáa. Hins vegar er ekkert talað um fjöldaframleiðslu slíkra smára.
Þrátt fyrir þetta, vísindamenn frá Stanford að hægt sé að endurbyggja nútíma innviði fyrir framleiðslu smára til að virka með „mólýbden“ tækjum með lágmarkskostnaði. Hvort hægt verður að hrinda slíkum verkefnum í framkvæmd á eftir að koma í ljós í framtíðinni.
Það sem við skrifum um í Telegram rásinni okkar:
Heimild: www.habr.com