Tunajadili mbinu mbadala za maendeleo ya bidhaa za semiconductor.
/ picha Unsplash
Mara ya mwisho kuhusu vifaa vinavyoweza kuchukua nafasi ya silicon katika uzalishaji wa transistors na kupanua uwezo wao. Leo tunajadili mbinu mbadala za ukuzaji wa bidhaa za semiconductor na jinsi zitakavyotumika katika vituo vya data.
Transistors za piezoelectric
Vifaa vile vina vipengele vya piezoelectric na piezoresistive katika muundo wao. Ya kwanza inabadilisha misukumo ya umeme kuwa misukumo ya sauti. Ya pili inachukua mawimbi haya ya sauti, compresses na, ipasavyo, kufungua au kufunga transistor. Samarium selenide () - kulingana na shinikizo ama kama semiconductor (upinzani wa juu) au kama chuma.
IBM ilikuwa mojawapo ya wa kwanza kuanzisha dhana ya transistor ya piezoelectric. Wahandisi wa kampuni wanahusika katika maendeleo katika eneo hili . Wenzao kutoka Maabara ya Kitaifa ya Kimwili ya Uingereza, Chuo Kikuu cha Edinburgh na Auburn pia wanafanya kazi katika mwelekeo huu.
Transistor ya piezoelectric huondoa nishati kidogo zaidi kuliko vifaa vya silicon. Teknolojia kwanza katika gadgets ndogo ambayo ni vigumu kuondoa joto - smartphones, vifaa vya redio, rada.
Transistors za piezoelectric pia zinaweza kupata programu katika vichakataji vya seva kwa vituo vya data. Teknolojia hiyo itaongeza ufanisi wa nishati ya vifaa na itapunguza gharama za waendeshaji wa kituo cha data kwenye miundombinu ya IT.
Transistors za tunnel
Mojawapo ya changamoto kuu kwa watengenezaji wa vifaa vya semiconductor ni kubuni transistors ambazo zinaweza kubadilishwa kwa viwango vya chini. Transistors za tunnel zinaweza kutatua tatizo hili. Vifaa vile vinadhibitiwa kwa kutumia .
Kwa hivyo, wakati voltage ya nje inatumiwa, transistor inabadilika kwa kasi kwa sababu elektroni zina uwezekano mkubwa wa kushinda kizuizi cha dielectric. Matokeo yake, kifaa kinahitaji mara kadhaa chini ya voltage kufanya kazi.
Wanasayansi kutoka MIPT na Chuo Kikuu cha Tohoku cha Japan wanatengeneza transistors za handaki. Walitumia graphene yenye safu mbili kifaa kinachofanya kazi mara 10-100 kwa kasi zaidi kuliko wenzao wa silicon. Kulingana na wahandisi, teknolojia yao Wasindikaji wa kubuni ambao watakuwa na tija mara ishirini kuliko mifano ya kisasa ya bendera.
/ picha PD
Kwa nyakati tofauti, prototypes za transistors za handaki zilitekelezwa kwa kutumia vifaa anuwai - pamoja na graphene, walikuwa. ΠΈ . Hata hivyo, teknolojia bado haijaacha kuta za maabara, na hakuna majadiliano ya uzalishaji mkubwa wa vifaa kulingana na hilo.
Spin transistors
Kazi yao inategemea harakati za spins za elektroni. Spins husogea kwa usaidizi wa shamba la nje la sumaku, ambalo huwaagiza kwa mwelekeo mmoja na kuunda sasa ya spin. Vifaa vinavyofanya kazi na sasa hii hutumia nishati mara mia moja kuliko transistors za silicon, na kwa kiwango cha mara bilioni kwa sekunde.
Faida kuu ya vifaa vya spin uchangamano wao. Wanachanganya kazi za kifaa cha kuhifadhi habari, kigunduzi cha kuisoma, na swichi ya kuipeleka kwa vitu vingine vya chip.
Inaaminika kuwa ilianzisha wazo la transistor inayozunguka wahandisi Supriyo Datta na Biswajit Das mnamo 1990. Tangu wakati huo, kampuni kubwa za IT zimechukua maendeleo katika eneo hili, . Hata hivyo, jinsi gani wahandisi, spin transistors bado wako mbali na kuonekana katika bidhaa za watumiaji.
Transistors za chuma hadi hewa
Katika msingi wake, kanuni za uendeshaji na muundo wa transistor ya chuma-hewa ni kukumbusha transistors . Isipokuwa baadhi: kukimbia na chanzo cha transistor mpya ni electrodes ya chuma. Shutter ya kifaa iko chini yao na ni maboksi na filamu ya oksidi.
Mfereji na chanzo vimetenganishwa kwa umbali wa nanomita thelathini, kuruhusu elektroni kutiririka kwa uhuru kupitia nafasi ya hewa. Kubadilishana kwa chembe za kushtakiwa hutokea kutokana na .
Maendeleo ya transistors ya chuma-hewa timu kutoka Chuo Kikuu cha Melbourne - RMIT. Wahandisi wanasema teknolojia "itapumua maisha mapya" katika sheria ya Moore na kufanya iwezekanavyo kujenga mitandao yote ya 3D kutoka kwa transistors. Watengenezaji wa chip wataweza kuacha kupunguza kabisa michakato ya kiteknolojia na kuanza kuunda usanifu wa 3D wa kompakt.
Kwa mujibu wa watengenezaji, mzunguko wa uendeshaji wa aina mpya ya transistors itazidi mamia ya gigahertz. Kutolewa kwa teknolojia kwa raia kutapanua uwezo wa mifumo ya kompyuta na kuongeza utendaji wa seva katika vituo vya data.
Timu hiyo sasa inatafuta wawekezaji ili kuendeleza utafiti wao na kutatua matatizo ya kiteknolojia. Mfereji wa maji na chanzo huyeyuka chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme - hii inapunguza utendaji wa transistor. Wanapanga kurekebisha upungufu katika miaka michache ijayo. Baada ya hayo, wahandisi wataanza kujiandaa kuleta bidhaa sokoni.
Ni nini kingine tunachoandika kwenye blogi yetu ya ushirika:
Chanzo: mapenzi.com