🥇മൂറിന്റെ നിയമം “തകർക്കുന്നു”: ഭാവിയിലെ ട്രാൻസിസ്റ്റർ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ

സിലിക്കണിനുള്ള ബദലുകളെക്കുറിച്ചാണ് നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത്.

മൂർസ് ലോ, ഡെന്നാർഡ്സ് ലോ, കൂമി റൂൾ എന്നിവയുടെ പ്രസക്തി നഷ്ടപ്പെടുന്നു. സിലിക്കൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അവയുടെ സാങ്കേതിക പരിധിയിലേക്ക് അടുക്കുന്നു എന്നതാണ് ഒരു കാരണം. ഞങ്ങൾ ഈ വിഷയം വിശദമായി ചർച്ച ചെയ്തു മുൻ പോസ്റ്റിൽ. ഇന്ന് നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് ഭാവിയിൽ സിലിക്കണിനെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനും മൂന്ന് നിയമങ്ങളുടെ സാധുത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും, അതായത് പ്രോസസ്സറുകളുടെയും അവ ഉപയോഗിക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെയും കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുക (ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിലെ സെർവറുകൾ ഉൾപ്പെടെ).
 

കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ

കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ സിലിണ്ടറുകളാണ്, അവയുടെ ചുവരുകളിൽ കാർബണിന്റെ ഒരു മോണാറ്റോമിക് പാളി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെ ആരം സിലിക്കണേക്കാൾ ചെറുതാണ്, അതിനാൽ നാനോട്യൂബ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ മൊബിലിറ്റിയും നിലവിലെ സാന്ദ്രതയും ഉണ്ട്. തൽഫലമായി, ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന വേഗത വർദ്ധിക്കുകയും അതിന്റെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. എഴുതിയത് അനുസരിച്ച് വിസ്കോൺസിൻ-മാഡിസൺ സർവകലാശാലയിലെ എഞ്ചിനീയർമാർ, ഉൽപ്പാദനക്ഷമത അഞ്ചിരട്ടിയായി വർദ്ധിക്കുന്നു.

കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾക്ക് സിലിക്കണേക്കാൾ മികച്ച സ്വഭാവസവിശേഷതകളുണ്ടെന്ന വസ്തുത വളരെക്കാലമായി അറിയപ്പെടുന്നു - അത്തരം ആദ്യത്തെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു 20 വർഷം മുമ്പ്. എന്നാൽ ഈയടുത്താണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് വേണ്ടത്ര ഫലപ്രദമായ ഒരു ഉപകരണം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് നിരവധി സാങ്കേതിക പരിമിതികളെ മറികടക്കാൻ കഴിഞ്ഞത്. മൂന്ന് വർഷം മുമ്പ്, വിസ്കോൺസിൻ സർവകലാശാലയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ആധുനിക സിലിക്കൺ ഉപകരണങ്ങളെ മറികടന്ന് നാനോട്യൂബ് അധിഷ്ഠിത ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ ഒരു പ്രോട്ടോടൈപ്പ് അവതരിപ്പിച്ചു.

കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ ഒരു ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫ്ലെക്സിബിൾ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ആണ്. എന്നാൽ ഇതുവരെ സാങ്കേതികവിദ്യ ലബോറട്ടറിക്ക് അപ്പുറത്തേക്ക് പോയിട്ടില്ല, അതിന്റെ ബഹുജന നിർവ്വഹണത്തെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുന്നില്ല.

ഗ്രാഫീൻ നാനോറിബൺസ്

അവ ഇടുങ്ങിയ സ്ട്രിപ്പുകളാണ് ഗ്രാഫീൻ പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്റർ വീതിയും പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നു ഭാവിയിലെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന വസ്തുക്കളിൽ ഒന്ന്. ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിച്ച് അതിലൂടെ ഒഴുകുന്ന വൈദ്യുതധാരയെ ത്വരിതപ്പെടുത്താനുള്ള കഴിവാണ് ഗ്രാഫീൻ ടേപ്പിന്റെ പ്രധാന ഗുണം. അതേ സമയം, ഗ്രാഫീൻ 250 തവണ ഉണ്ട് സിലിക്കണേക്കാൾ വലിയ വൈദ്യുതചാലകത.

വഴി ചില ഡാറ്റ, ഗ്രാഫീൻ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രോസസ്സറുകൾക്ക് ടെറാഹെർട്സിനോട് ചേർന്നുള്ള ആവൃത്തികളിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. ആധുനിക ചിപ്പുകളുടെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി 4-5 ജിഗാഹെർട്‌സിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഗ്രാഫീൻ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ ആദ്യ പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ പത്ത് വർഷം മുമ്പ് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. അന്നുമുതൽ എഞ്ചിനീയർമാർ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ ശ്രമിക്കുന്നു അവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള "അസംബ്ലിംഗ്" ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രക്രിയകൾ. വളരെ അടുത്തിടെ, ആദ്യ ഫലങ്ങൾ ലഭിച്ചു - മാർച്ചിൽ കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലയിൽ നിന്നുള്ള ഡെവലപ്പർമാരുടെ ഒരു സംഘം പ്രഖ്യാപിച്ചു ഉൽപ്പാദനത്തിലേക്ക് ലോഞ്ച് ചെയ്യുന്നതിനെക്കുറിച്ച് ആദ്യത്തെ ഗ്രാഫീൻ ചിപ്പുകൾ. ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം പതിന്മടങ്ങ് വേഗത്തിലാക്കാൻ പുതിയ ഉപകരണത്തിന് കഴിയുമെന്ന് എൻജിനീയർമാർ പറയുന്നു.

ഹാഫ്നിയം ഡയോക്സൈഡും സെലിനൈഡും

മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിലും ഹാഫ്നിയം ഡയോക്സൈഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു 2007 വർഷം മുതൽ. ഒരു ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഗേറ്റിൽ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി നിർമ്മിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇന്ന് എഞ്ചിനീയർമാർ സിലിക്കൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ പ്രവർത്തനം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

/ ഫോട്ടോ ഫ്രിറ്റ്സെൻസ് ഫ്രിറ്റ്സ് PD

കഴിഞ്ഞ വർഷം തുടക്കത്തിൽ, സ്റ്റാൻഫോർഡിൽ നിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തി, ഹാഫ്നിയം ഡയോക്സൈഡിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന ഒരു പ്രത്യേക രീതിയിൽ പുനഃസംഘടിപ്പിച്ചാൽ, അത് വൈദ്യുത സ്ഥിരാങ്കം (ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം കൈമാറ്റം ചെയ്യാനുള്ള മാധ്യമത്തിന്റെ കഴിവിന് ഉത്തരവാദിത്തം) നാല് തവണയിലധികം വർദ്ധിക്കും. ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഗേറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ നിങ്ങൾ അത്തരമൊരു മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് സ്വാധീനം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും ടണൽ പ്രഭാവം.

കൂടാതെ അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഒരു വഴി കണ്ടെത്തി ഹാഫ്നിയം, സിർക്കോണിയം സെലിനൈഡുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ആധുനിക ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ വലിപ്പം കുറയ്ക്കുക. സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡിന് പകരം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് ഫലപ്രദമായ ഇൻസുലേറ്ററായി അവ ഉപയോഗിക്കാം. ഒരു നല്ല ബാൻഡ് വിടവ് നിലനിർത്തിക്കൊണ്ടുതന്നെ സെലിനൈഡുകൾക്ക് വളരെ ചെറിയ കനം (മൂന്ന് ആറ്റങ്ങൾ) ഉണ്ട്. ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഒരു സൂചകമാണിത്. എഞ്ചിനീയർമാർ ഇതിനകം ഉണ്ട് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു ഹാഫ്നിയം, സിർക്കോണിയം സെലിനൈഡുകൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ നിരവധി പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ.

ഇപ്പോൾ എഞ്ചിനീയർമാർ അത്തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രശ്നം പരിഹരിക്കേണ്ടതുണ്ട് - അവർക്ക് അനുയോജ്യമായ ചെറിയ കോൺടാക്റ്റുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന്. ഇതിനുശേഷം മാത്രമേ വൻതോതിലുള്ള ഉൽപാദനത്തെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കാൻ കഴിയൂ.

മോളിബ്ഡിനം ഡൈസൾഫൈഡ്

മോളിബ്ഡിനം സൾഫൈഡ് തന്നെ ഒരു മോശം അർദ്ധചാലകമാണ്, ഇത് ഗുണങ്ങളിൽ സിലിക്കണിനേക്കാൾ താഴ്ന്നതാണ്. എന്നാൽ നോട്രെ ഡാം സർവകലാശാലയിലെ ഒരു കൂട്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ കനം കുറഞ്ഞ മോളിബ്ഡിനം ഫിലിമുകൾക്ക് (ഒരു ആറ്റം കട്ടിയുള്ള) അതുല്യമായ ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി - അവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഓഫ് ചെയ്യുമ്പോൾ കറന്റ് കടന്നുപോകില്ല, കൂടാതെ മാറാൻ കുറച്ച് energy ർജ്ജം ആവശ്യമില്ല. കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ ഇത് അവരെ അനുവദിക്കുന്നു.

മോളിബ്ഡിനം ട്രാൻസിസ്റ്റർ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു ലബോറട്ടറിയിൽ. 2016 ൽ ലോറൻസ് ബെർക്ക്ലി. ഉപകരണത്തിന്റെ വീതി ഒരു നാനോമീറ്റർ മാത്രമാണ്. ഇത്തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ മൂറിന്റെ നിയമം വിപുലീകരിക്കാൻ സഹായിക്കുമെന്ന് എഞ്ചിനീയർമാർ പറയുന്നു.

കഴിഞ്ഞ വർഷം മോളിബ്ഡിനം ഡൈസൾഫൈഡ് ട്രാൻസിസ്റ്ററും അവതരിപ്പിച്ചു ഒരു ദക്ഷിണ കൊറിയൻ സർവകലാശാലയിൽ നിന്നുള്ള എഞ്ചിനീയർമാർ. OLED ഡിസ്പ്ലേകളുടെ കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ആപ്ലിക്കേഷൻ കണ്ടെത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അത്തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തെക്കുറിച്ച് ഇതുവരെ സംസാരിച്ചിട്ടില്ല.

ഇതൊക്കെയാണെങ്കിലും, സ്റ്റാൻഫോർഡിലെ ഗവേഷകർ ക്ലെയിംട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ ഉൽപ്പാദനത്തിനുള്ള ആധുനിക ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ "മോളിബ്ഡിനം" ഉപകരണങ്ങളുമായി കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ പുനർനിർമ്മിക്കാനാകും. ഇത്തരം പദ്ധതികൾ നടപ്പാക്കാൻ കഴിയുമോ എന്നത് ഭാവിയിൽ കണ്ടറിയണം.

ഞങ്ങളുടെ ടെലിഗ്രാം ചാനലിൽ ഞങ്ങൾ എഴുതുന്നത്: