Aptariame alternatyvius puslaidininkinių gaminių kūrimo būdus.
/ nuotrauka Unsplash
Paskutinį kartą apie medžiagas, kurios gali pakeisti silicį tranzistorių gamyboje ir išplėsti jų galimybes. Šiandien aptariame alternatyvius puslaidininkinių produktų kūrimo būdus ir jų panaudojimą duomenų centruose.
Pjezoelektriniai tranzistoriai
Tokių prietaisų struktūroje yra pjezoelektrinių ir pjezorezistinių komponentų. Pirmasis paverčia elektros impulsus garso impulsais. Antrasis sugeria šias garso bangas, suspaudžia ir atitinkamai atidaro arba uždaro tranzistorių. Samariumo selenidas () – priklausomai nuo slėgio arba kaip puslaidininkis (didelės varžos), arba kaip metalas.
IBM viena pirmųjų pristatė pjezoelektrinio tranzistoriaus koncepciją. Įmonės inžinieriai užsiima plėtra šioje srityje . Šia kryptimi taip pat dirba jų kolegos iš JK nacionalinės fizinės laboratorijos, Edinburgo universiteto ir Auburno.
Pjezoelektrinis tranzistorius išsklaido žymiai mažiau energijos nei silicio prietaisai. Technologijos pirmiausia mažuose dalykėliuose, iš kurių sunku pašalinti šilumą – išmaniuosiuose telefonuose, radijo įrenginiuose, radaruose.
Pjezoelektriniai tranzistoriai taip pat gali būti pritaikyti duomenų centrų serverių procesoriams. Ši technologija padidins techninės įrangos energijos vartojimo efektyvumą ir sumažins duomenų centrų operatorių išlaidas IT infrastruktūrai.
Tuneliniai tranzistoriai
Vienas iš pagrindinių iššūkių puslaidininkinių įrenginių gamintojams – sukurti tranzistorius, kuriuos būtų galima perjungti esant žemai įtampai. Tuneliniai tranzistoriai gali išspręsti šią problemą. Tokie įrenginiai valdomi naudojant .
Taigi, kai įjungiama išorinė įtampa, tranzistorius persijungia greičiau, nes elektronai labiau įveikia dielektrinį barjerą. Dėl to prietaisui veikti reikia kelis kartus mažesnės įtampos.
MIPT ir Japonijos Tohoku universiteto mokslininkai kuria tunelinius tranzistorius. Jie naudojo dvigubo sluoksnio grafeną prietaisas, veikiantis 10–100 kartų greičiau nei jo kolegos iš silicio. Pasak inžinierių, jų technologija sukurti procesorius, kurie bus dvidešimt kartų našesni nei šiuolaikiniai flagmanų modeliai.
/ nuotrauka PD
Skirtingais laikais tunelinių tranzistorių prototipai buvo diegiami naudojant įvairias medžiagas – be grafeno, jie buvo и . Tačiau technologija dar nenulipo nuo laboratorijų sienų, o apie stambaus masto įrenginių gamybą jos pagrindu nekalbama.
Sukasi tranzistoriai
Jų darbas pagrįstas elektronų sukinių judėjimu. Sukiai juda išorinio magnetinio lauko pagalba, kuris juos sutvarko viena kryptimi ir suformuoja sukimosi srovę. Šia srove veikiantys įrenginiai sunaudoja šimtą kartų mažiau energijos nei silicio tranzistoriai ir milijardo kartų per sekundę greičiu.
Pagrindinis sukimo prietaisų privalumas jų universalumas. Juose sujungiamos informacijos saugojimo įrenginio, ją nuskaitančio detektoriaus ir jungiklio, skirto perduoti į kitus lusto elementus, funkcijas.
Manoma, kad jis buvo sukimosi tranzistoriaus koncepcijos pradininkas inžinieriai Supriyo Datta ir Biswajit Das 1990 m. Nuo tada didelės IT įmonės ėmėsi plėtros šioje srityje, . Tačiau kaip inžinieriai, sukimosi tranzistoriai dar toli nuo pasirodymo plataus vartojimo produktuose.
Metalas-oras tranzistoriai
Iš esmės metalo-oro tranzistoriaus veikimo principai ir konstrukcija primena tranzistorius . Su kai kuriomis išimtimis: naujojo tranzistoriaus nutekėjimas ir šaltinis yra metaliniai elektrodai. Prietaiso sklendė yra po jais ir yra izoliuota oksido plėvele.
Nutekėjimas ir šaltinis yra nustatyti trisdešimties nanometrų atstumu vienas nuo kito, todėl elektronai gali laisvai praeiti per oro erdvę. Įkrautų dalelių mainai vyksta dėl .
Metalas-oras tranzistorių kūrimas komanda iš Melburno universiteto – RMIT. Inžinieriai teigia, kad ši technologija „įkvėps naujos gyvybės“ į Moore'o dėsnį ir leis iš tranzistorių sukurti ištisus 3D tinklus. Lustų gamintojai galės nustoti be galo mažinti technologinius procesus ir pradėti kurti kompaktiškas 3D architektūras.
Kūrėjų teigimu, naujo tipo tranzistorių veikimo dažnis viršys šimtus gigahercų. Technologijų išleidimas į mases išplės kompiuterinių sistemų galimybes ir padidins serverių našumą duomenų centruose.
Dabar komanda ieško investuotojų, kurie galėtų tęsti tyrimus ir išspręsti technologinius sunkumus. Nutekėjimo ir šaltinio elektrodai tirpsta veikiant elektriniam laukui - tai sumažina tranzistoriaus našumą. Jie planuoja ištaisyti trūkumą per ateinančius porą metų. Po to inžinieriai pradės ruoštis pateikti produktą į rinką.
Apie ką dar rašome savo įmonės tinklaraštyje:
Šaltinis: www.habr.com