"ओभरकमिङ" मूरको कानून: भविष्यको ट्रान्जिस्टर टेक्नोलोजी

हामी सिलिकन को लागि विकल्प बारेमा कुरा गर्दै छन्।

/ फोटो लौरा ओकेल Unsplash

मूरको कानून, डेनार्डको कानून र कूमीको नियमले प्रासंगिकता गुमाउँदैछ। एउटा कारण यो हो कि सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरू तिनीहरूको प्राविधिक सीमा नजिक छन्। हामीले यस विषयमा विस्तृत छलफल गरेका छौं अघिल्लो पोस्टमा। आज हामी सामग्रीहरूको बारेमा कुरा गर्दैछौं जुन भविष्यमा सिलिकनलाई प्रतिस्थापन गर्न र तीनवटा कानूनहरूको वैधता विस्तार गर्न सक्छ, जसको मतलब प्रोसेसरहरूको दक्षता र तिनीहरूलाई प्रयोग गर्ने कम्प्युटि system प्रणालीहरू (डेटा केन्द्रहरूमा सर्भरहरू सहित) बढाउँदछ।



कार्बन नैनोट्यूब

कार्बन नानोट्यूबहरू सिलिन्डरहरू हुन् जसका पर्खालहरू कार्बनको मोनाटोमिक तह समावेश हुन्छन्। कार्बन परमाणुहरूको त्रिज्या सिलिकनको भन्दा सानो हुन्छ, त्यसैले नानोट्यूब-आधारित ट्रान्जिस्टरहरूमा उच्च इलेक्ट्रोन गतिशीलता र वर्तमान घनत्व हुन्छ। नतिजाको रूपमा, ट्रान्जिस्टरको सञ्चालन गति बढ्छ र यसको पावर खपत घट्छ। द्वारा को अनुसार विस्कन्सिन-म्याडिसन विश्वविद्यालयका इन्जिनियरहरू, उत्पादकता पाँच गुणा बढ्छ।

कार्बन नानोट्यूबहरू सिलिकन भन्दा राम्रो विशेषताहरू छन् भन्ने तथ्य लामो समयको लागि ज्ञात छ - पहिलो यस्ता ट्रान्जिस्टरहरू देखा पर्यो 20 वर्ष भन्दा पहिले। तर भर्खरै मात्र वैज्ञानिकहरूले पर्याप्त प्रभावकारी उपकरण सिर्जना गर्नका लागि धेरै प्राविधिक सीमितताहरू पार गर्न सफल भएका छन्। तीन वर्ष पहिले, पहिले नै उल्लेख गरिएको विस्कन्सिन विश्वविद्यालयका भौतिकशास्त्रीहरूले नानोट्यूब-आधारित ट्रान्जिस्टरको प्रोटोटाइप प्रस्तुत गरे, जसले आधुनिक सिलिकन उपकरणहरू भन्दा राम्रो प्रदर्शन गर्यो।

कार्बन नानोट्यूबमा आधारित उपकरणहरूको एउटा अनुप्रयोग लचिलो इलेक्ट्रोनिक्स हो। तर अहिलेसम्म प्रविधि प्रयोगशालाभन्दा बाहिर गएको छैन र यसको व्यापक कार्यान्वयनको कुरा पनि भएको छैन।

ग्राफिन नैनोरिबन्स

तिनीहरू साँघुरो स्ट्रिपहरू हुन् ग्राफिन धेरै दसौं नैनोमिटर चौडा र मानिन्छ भविष्यको ट्रान्जिस्टरहरू सिर्जना गर्न मुख्य सामग्री मध्ये एक। ग्राफिन टेपको मुख्य गुण चुम्बकीय क्षेत्र प्रयोग गरेर यसको माध्यमबाट प्रवाहको गति बढाउने क्षमता हो। एकै समयमा, graphene 250 पटक छ सिलिकन भन्दा ठूलो विद्युत चालकता।

द्वारा केहि डाटा, ग्राफिन ट्रान्जिस्टरहरूमा आधारित प्रोसेसरहरू टेराहर्ट्जको नजिक फ्रिक्वेन्सीहरूमा काम गर्न सक्षम हुनेछन्। जबकि आधुनिक चिप्स को सञ्चालन आवृत्ति 4-5 gigahertz मा सेट गरिएको छ।

ग्राफिन ट्रान्जिस्टर को पहिलो प्रोटोटाइप दस वर्ष पहिले देखा पर्यो। त्यसयता इन्जिनियरहरु अनुकूलन गर्न प्रयास गर्दै तिनीहरूमा आधारित उपकरणहरूको "एसेम्बलिङ" प्रक्रियाहरू। भर्खरै, पहिलो नतिजाहरू प्राप्त गरियो - मार्चमा क्याम्ब्रिज विश्वविद्यालयबाट विकासकर्ताहरूको टोली घोषणा गरियो उत्पादन सुरु गर्ने बारे पहिलो graphene चिप्स। नयाँ डिभाइसले इलेक्ट्रोनिक डिभाइसको सञ्चालन दश गुणा बढाउन सक्ने इन्जिनियरहरू बताउँछन्।

हाफनियम डाइअक्साइड र सेलेनाइड

हाफनियम डाइअक्साइड पनि माइक्रोसर्किटको उत्पादनमा प्रयोग गरिन्छ 2007 वर्ष बाट। यसलाई ट्रान्जिस्टर गेटमा इन्सुलेट तह बनाउन प्रयोग गरिन्छ। तर आज ईन्जिनियरहरूले यसलाई सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरूको सञ्चालनलाई अनुकूलन गर्न प्रयोग गर्ने प्रस्ताव गर्छन्।

/ फोटो फ्रिट्जचेन्स फ्रिट्ज PD

गत वर्षको सुरुमा, स्ट्यानफोर्डका वैज्ञानिकहरूले पत्ता लगाइयो, यदि हाफनियम डाइअक्साइडको क्रिस्टल संरचनालाई विशेष तरिकाले पुनर्गठित गरिएको छ भने, यो विद्युतीय स्थिरता (विद्युत क्षेत्र प्रसारण गर्ने माध्यमको क्षमताको लागि जिम्मेवार) चार गुणा भन्दा बढि बढ्नेछ। यदि तपाइँ ट्रान्जिस्टर गेटहरू सिर्जना गर्दा यस्तो सामग्री प्रयोग गर्नुहुन्छ भने, तपाइँ महत्त्वपूर्ण रूपमा प्रभाव कम गर्न सक्नुहुन्छ सुरुङ प्रभाव.

अमेरिकी वैज्ञानिकहरू पनि छन् बाटो भेटियो Hafnium र zirconium selenides प्रयोग गरेर आधुनिक ट्रान्जिस्टरहरूको आकार घटाउनुहोस्। तिनीहरू सिलिकन अक्साइडको सट्टा ट्रान्जिस्टरहरूको लागि प्रभावकारी इन्सुलेटरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। राम्रो ब्यान्ड ग्याप कायम राख्दा सेलेनाइड्सको मोटाई निकै सानो हुन्छ (तीन परमाणु)। यो एक सूचक हो जसले ट्रान्जिस्टरको पावर खपत निर्धारण गर्दछ। इन्जिनियरहरू पहिले नै छन् सिर्जना गर्न सफल भयो हाफनियम र जिरकोनियम सेलेनाइडमा आधारित यन्त्रहरूको धेरै काम गर्ने प्रोटोटाइपहरू।

अब इन्जिनियरहरूले यस्ता ट्रान्जिस्टरहरू जडान गर्ने समस्या समाधान गर्न आवश्यक छ - तिनीहरूका लागि उपयुक्त साना सम्पर्कहरू विकास गर्न। यसपछि मात्र ठूलो उत्पादनको बारेमा कुरा गर्न सम्भव हुनेछ।

मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड

मोलिब्डेनम सल्फाइड आफैंमा एक कमजोर अर्धचालक हो, जुन गुणहरूमा सिलिकन भन्दा कम छ। तर नोट्रे डेम विश्वविद्यालयका भौतिकशास्त्रीहरूको समूहले पत्ता लगाए कि पातलो मोलिब्डेनम फिल्महरू (एक एटम बाक्लो) अनौठो गुणहरू छन् - तिनीहरूमा आधारित ट्रान्जिस्टरहरू बन्द हुँदा विद्युत् प्रवाह गर्दैनन् र स्विच गर्न थोरै ऊर्जा चाहिन्छ। यसले तिनीहरूलाई कम भोल्टेजमा काम गर्न अनुमति दिन्छ।

मोलिब्डेनम ट्रान्जिस्टर प्रोटोटाइप विकसित प्रयोगशालामा। 2016 मा लरेन्स बर्कले। यन्त्र मात्र एक न्यानोमिटर चौडा छ। इन्जिनियरहरू भन्छन् कि यस्ता ट्रान्जिस्टरहरूले मूरको कानून विस्तार गर्न मद्दत गर्नेछ।

गत वर्ष मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड ट्रान्जिस्टर पनि प्रस्तुत दक्षिण कोरियाली विश्वविद्यालयका इन्जिनियरहरू। टेक्नोलोजीले OLED डिस्प्लेको नियन्त्रण सर्किटहरूमा अनुप्रयोग फेला पार्ने अपेक्षा गरिएको छ। तर, त्यस्ता ट्रान्जिस्टरको ठूलो उत्पादनको बारेमा अहिलेसम्म कुनै कुरा भएको छैन।

यसको बावजुद, स्ट्यानफोर्डका अनुसन्धानकर्ताहरूले दावीट्रान्जिस्टरको उत्पादनको लागि आधुनिक पूर्वाधारलाई न्यूनतम लागतमा "मोलिब्डेनम" उपकरणहरूसँग काम गर्न पुन: निर्माण गर्न सकिन्छ। यस्ता आयोजनाहरू कार्यान्वयन गर्न सम्भव हुन्छ कि हुँदैन, त्यो भने भविष्यमा हेर्न बाँकी नै छ ।

हामी हाम्रो टेलिग्राम च्यानलमा के लेख्छौं:

• कसरी IaaS प्रदायकले ग्राहक कम्पनीहरूको व्यक्तिगत डेटा सुरक्षित गर्दछ
• VMware EMPOWER 2019 कार्यक्रम पछ्याउँदै: Workspace ONE को आधारभूत कुराहरू सिक्दै
• एक वर्ष पछि - जसले GDPR अन्तर्गत जरिवाना प्राप्त गर्यो
• डाटा केन्द्रहरू कसरी गर्दै छन् - नयाँ प्रोसेसरहरू
• डाटा सेन्टरहरू कसरी गरिरहेका छन्: हालका वर्षहरूको प्राविधिक प्रवृत्तिहरू
• IoT नेटवर्क कसरी सुरक्षित गर्ने: खुला स्रोतले मद्दत गर्नेछ

स्रोत: www.habr.com