Qed nitkellmu dwar alternattivi għas-silikon.
/ ritratt Unsplash
Il-Liġi ta’ Moore, il-Liġi ta’ Dennard u r-Regola ta’ Coomey qed jitilfu r-rilevanza. Raġuni waħda hija li t-transisters tas-silikon qed joqorbu lejn il-limitu teknoloġiku tagħhom. Iddiskutejna dan is-suġġett fid-dettall . Illum qed nitkellmu dwar materjali li fil-futur jistgħu jissostitwixxu s-silikon u jestendu l-validità tat-tliet liġijiet, li jfisser li tiżdied l-effiċjenza tal-proċessuri u s-sistemi tal-kompjuter li jużawhom (inklużi servers fiċ-ċentri tad-data).
Nanotubi tal-karbonju
In-nanotubi tal-karbonju huma ċilindri li l-ħitan tagħhom jikkonsistu f'saff monoatomiku ta 'karbonju. Ir-raġġ tal-atomi tal-karbonju huwa iżgħar minn dak tas-silikon, għalhekk it-transisters ibbażati fuq nanotubi għandhom mobilità tal-elettroni ogħla u densità tal-kurrent. Bħala riżultat, il-veloċità operattiva tat-transistor tiżdied u l-konsum tal-enerġija tiegħu jonqos. Permezz inġiniera mill-Università ta 'Wisconsin-Madison, il-produttività tiżdied ħames darbiet.
Il-fatt li n-nanotubi tal-karbonju għandhom karatteristiċi aħjar mis-silikon ilu magħruf għal żmien twil - l-ewwel transisters bħal dawn dehru . Iżda reċentement biss ix-xjentisti rnexxielhom jegħlbu numru ta 'limitazzjonijiet teknoloġiċi sabiex joħolqu apparat effettiv biżżejjed. Tliet snin ilu, fiżiċi mill-Università ta 'Wisconsin diġà msemmija ppreżentaw prototip ta' transistor ibbażat fuq nanotubi, li qabeż l-apparat modern tas-silikon.
Applikazzjoni waħda ta 'apparat ibbażat fuq nanotubi tal-karbonju hija elettronika flessibbli. Iżda s'issa t-teknoloġija ma marretx lil hinn mil-laboratorju u m'hemm l-ebda diskors dwar l-implimentazzjoni tal-massa tagħha.
Nanoribbons tal-grafene
Huma strixxi dojoq diversi għexieren ta 'nanometri wiesgħa u wieħed mill-materjali ewlenin għall-ħolqien ta 'transisters tal-futur. Il-proprjetà ewlenija tat-tejp tal-graffen hija l-abbiltà li tħaffef il-kurrent li jgħaddi minnu permezz ta 'kamp manjetiku. Fl-istess ħin, graphene konduttività elettrika akbar mis-silikon.
Fuq , proċessuri bbażati fuq transistors graphene se jkunu jistgħu joperaw fi frekwenzi qrib it-terahertz. Filwaqt li l-frekwenza operattiva taċ-ċipep moderni hija stabbilita għal 4-5 gigahertz.
L-ewwel prototipi ta 'transisters graphene . Minn dakinhar inġiniera proċessi ta '"assemblaġġ" ta' apparati bbażati fuqhom. Riċentement ħafna, inkisbu l-ewwel riżultati - tim ta 'żviluppaturi mill-Università ta' Cambridge f'Marzu dwar it-tnedija fil-produzzjoni . L-inġiniera jgħidu li l-apparat il-ġdid jista 'jħaffef l-operazzjoni ta' apparat elettroniku għaxar darbiet.
Diossidu tal-ħafnju u selenur
Id-dijossidu ta 'l-afnju jintuża wkoll fil-produzzjoni ta' mikroċirkwiti . Jintuża biex jagħmel saff iżolanti fuq xatba tat-transistor. Iżda llum l-inġiniera jipproponu li jużawha biex jottimizzaw it-tħaddim tat-transisters tas-silikon.
/ ritratt PD
Kmieni s-sena li għaddiet, xjenzati minn Stanford , li jekk l-istruttura tal-kristall tad-dijossidu tal-ħafnju tiġi organizzata mill-ġdid b'mod speċjali, allura (responsabbli għall-abbiltà tal-mezz li jittrasmetti kamp elettriku) se jiżdied aktar minn erba 'darbiet. Jekk tuża tali materjal meta toħloq gradi tat-transistor, tista 'tnaqqas l-influwenza b'mod sinifikanti .
Ukoll xjentisti Amerikani tnaqqas id-daqs ta 'transisters moderni bl-użu ta' selenuri tal-ħafnju u taż-żirkonju. Jistgħu jintużaw bħala iżolatur effettiv għat-transistors minflok l-ossidu tas-silikon. Is-selenidi għandhom ħxuna iżgħar b'mod sinifikanti (tliet atomi), filwaqt li jżommu distakk tajjeb tal-medda. Dan huwa indikatur li jiddetermina l-konsum tal-enerġija tat-transistor. Inġiniera diġà diversi prototipi ta 'ħidma ta' apparati bbażati fuq selenuri ta 'ħafnju u żirkonju.
Issa l-inġiniera jeħtieġ li jsolvu l-problema tal-konnessjoni ta 'transisters bħal dawn - biex jiżviluppaw kuntatti żgħar xierqa għalihom. Wara dan biss ikun possibbli li titkellem dwar il-produzzjoni tal-massa.
Disulfid tal-molibdenu
Is-sulfid tal-molibdenu nnifsu huwa semikonduttur pjuttost fqir, li huwa inferjuri fil-proprjetajiet għas-silikon. Iżda grupp ta 'fiżiċi mill-Università ta' Notre Dame skoprew li films irqaq tal-molibdenu (ħxuna ta 'atomu wieħed) għandhom proprjetajiet uniċi - transistors ibbażati fuqhom ma jgħaddux kurrent meta mitfija u jeħtieġu ftit enerġija biex jaqilbu. Dan jippermettilhom joperaw b'vultaġġ baxx.
Prototip ta' transistor tal-molibdenu fil-laboratorju. Lawrence Berkeley fl-2016. L-apparat huwa wiesa 'nanometru wieħed biss. Inġiniera jgħidu transisters bħal dawn se jgħinu biex jestendu l-Liġi ta 'Moore.
Wkoll transistor disulfide tal-molibdenu s-sena li għaddiet inġiniera minn università tal-Korea t'Isfel. It-teknoloġija hija mistennija li ssib applikazzjoni fiċ-ċirkwiti ta 'kontroll ta' displays OLED. Madankollu, għad m'hemmx diskors dwar il-produzzjoni tal-massa ta 'tali transisters.
Minkejja dan, riċerkaturi minn Stanford li l-infrastruttura moderna għall-produzzjoni ta 'transistors tista' tinbena mill-ġdid biex taħdem ma 'apparati ta' "molibdenu" bi spiża minima. Jekk ikunx possibbli li jiġu implimentati proġetti bħal dawn għad irid jara fil-futur.
Dak li niktbu dwaru fil-kanal Telegram tagħna:
Sors: www.habr.com