Tunazungumza juu ya njia mbadala za silicon.
/ picha Unsplash
Sheria ya Moore, Sheria ya Dennard na Sheria ya Coomey zinapoteza umuhimu. Sababu moja ni kwamba transistors za silicon zinakaribia kikomo chao cha kiteknolojia. Tulijadili mada hii kwa undani . Leo tunazungumza juu ya vifaa ambavyo katika siku zijazo vinaweza kuchukua nafasi ya silicon na kupanua uhalali wa sheria tatu, ambayo inamaanisha kuongeza ufanisi wa wasindikaji na mifumo ya kompyuta inayotumia (ikiwa ni pamoja na seva katika vituo vya data).
β¨
Nanotubes za kaboni
Nanotubes za kaboni ni mitungi ambayo kuta zake zinajumuisha safu ya monatomic ya kaboni. Radi ya atomi za kaboni ni ndogo kuliko ile ya silicon, kwa hivyo transistors za nanotube zina uhamaji wa juu wa elektroni na msongamano wa sasa. Matokeo yake, kasi ya uendeshaji wa transistor huongezeka na matumizi yake ya nguvu hupungua. Na wahandisi kutoka Chuo Kikuu cha Wisconsin-Madison, tija huongezeka mara tano.
Ukweli kwamba nanotubes za kaboni zina sifa bora kuliko silicon imejulikana kwa muda mrefu - transistors za kwanza kama hizo zilionekana. . Lakini hivi majuzi tu wanasayansi wameweza kushinda vikwazo kadhaa vya kiteknolojia ili kuunda kifaa chenye ufanisi wa kutosha. Miaka mitatu iliyopita, wanafizikia kutoka Chuo Kikuu kilichotajwa tayari cha Wisconsin waliwasilisha mfano wa transistor yenye msingi wa nanotube, ambayo ilishinda vifaa vya kisasa vya silicon.
Utumizi mmoja wa vifaa kulingana na nanotubes za kaboni ni umeme unaonyumbulika. Lakini hadi sasa teknolojia haijapita zaidi ya maabara na hakuna mazungumzo ya utekelezaji wake wa wingi.
Graphene nanoribbons
Wao ni vipande nyembamba makumi kadhaa ya nanometers upana na moja ya nyenzo kuu za kuunda transistors za siku zijazo. Mali kuu ya mkanda wa graphene ni uwezo wa kuharakisha sasa inapita kwa njia hiyo kwa kutumia shamba la magnetic. Wakati huo huo, graphene conductivity kubwa ya umeme kuliko silicon.
Cha , wasindikaji kulingana na transistors za graphene wataweza kufanya kazi kwa masafa karibu na terahertz. Wakati mzunguko wa uendeshaji wa chips za kisasa umewekwa kwa gigahertz 4-5.
Prototypes za kwanza za transistors za graphene . Tangu wakati huo wahandisi michakato ya "kukusanya" vifaa kulingana nao. Hivi majuzi, matokeo ya kwanza yalipatikana - timu ya watengenezaji kutoka Chuo Kikuu cha Cambridge mnamo Machi kuhusu uzinduzi katika uzalishaji . Wahandisi wanasema kwamba kifaa kipya kinaweza kuongeza kasi ya uendeshaji wa vifaa vya elektroniki mara kumi.
Hafnium dioksidi na selenide
Dioksidi ya Hafnium pia hutumiwa katika uzalishaji wa microcircuits . Inatumika kutengeneza safu ya kuhami kwenye lango la transistor. Lakini leo wahandisi wanapendekeza kuitumia ili kuboresha uendeshaji wa transistors za silicon.
/ picha PD
Mapema mwaka jana, wanasayansi kutoka Stanford , kwamba ikiwa muundo wa kioo wa dioksidi ya hafnium hupangwa upya kwa njia maalum, basi (inayohusika na uwezo wa kati kusambaza shamba la umeme) itaongezeka zaidi ya mara nne. Ikiwa unatumia nyenzo hizo wakati wa kuunda milango ya transistor, unaweza kupunguza kiasi kikubwa cha ushawishi .
Pia wanasayansi wa Marekani kupunguza ukubwa wa transistors za kisasa kwa kutumia hafnium na selenides zirconium. Wanaweza kutumika kama kizio bora kwa transistors badala ya oksidi ya silicon. Selenides ina unene mdogo zaidi (atomi tatu) huku ikidumisha pengo nzuri la bendi. Hii ni kiashiria ambacho huamua matumizi ya nguvu ya transistor. Wahandisi tayari prototypes kadhaa za kufanya kazi za vifaa kulingana na hafnium na selenides zirconium.
Sasa wahandisi wanahitaji kutatua tatizo la kuunganisha transistors vile - kuendeleza mawasiliano madogo sahihi kwao. Tu baada ya hii itawezekana kuzungumza juu ya uzalishaji wa wingi.
Molybdenum disulfide
Molybdenum sulfidi yenyewe ni semiconductor duni, ambayo ni duni kwa mali kwa silicon. Lakini kikundi cha wanafizikia kutoka Chuo Kikuu cha Notre Dame kiligundua kuwa filamu nyembamba za molybdenum (unene wa atomi moja) zina sifa za kipekee - transistors kulingana nao hazipiti mkondo wakati zimezimwa na zinahitaji nishati kidogo kubadili. Hii inawaruhusu kufanya kazi kwa viwango vya chini.
Mfano wa transistor ya Molybdenum katika maabara. Lawrence Berkeley mnamo 2016. Kifaa kina upana wa nanometer moja tu. Wahandisi wanasema transistors kama hizo zitasaidia kupanua Sheria ya Moore.
Pia molybdenum disulfide transistor mwaka jana wahandisi kutoka chuo kikuu cha Korea Kusini. Teknolojia inatarajiwa kupata matumizi katika mizunguko ya udhibiti wa maonyesho ya OLED. Walakini, hakuna mazungumzo bado juu ya utengenezaji wa wingi wa transistors kama hizo.
Pamoja na hayo, watafiti kutoka Stanford kwamba miundombinu ya kisasa kwa ajili ya uzalishaji wa transistors inaweza kujengwa upya kufanya kazi na vifaa vya "molybdenum" kwa gharama ndogo. Iwapo itawezekana kutekeleza miradi hiyo bado itaonekana katika siku zijazo.
Tunachoandika kwenye chaneli yetu ya Telegraph:
Chanzo: mapenzi.com