మేము సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తుల అభివృద్ధికి ప్రత్యామ్నాయ విధానాలను చర్చిస్తాము.
/ ఫోటో Unsplash
చివరిసారి ట్రాన్సిస్టర్‌ల ఉత్పత్తిలో సిలికాన్‌ను భర్తీ చేయగల మరియు వాటి సామర్థ్యాలను విస్తరించగల పదార్థాల గురించి. ఈ రోజు మనం సెమీకండక్టర్ ఉత్పత్తుల అభివృద్ధికి ప్రత్యామ్నాయ విధానాలను చర్చిస్తున్నాము మరియు అవి డేటా సెంటర్లలో ఎలా ఉపయోగించబడతాయి.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్సిస్టర్లు
ఇటువంటి పరికరాలు వాటి నిర్మాణంలో పైజోఎలెక్ట్రిక్ మరియు పైజోరెసిస్టివ్ భాగాలను కలిగి ఉంటాయి. మొదటిది విద్యుత్ ప్రేరణలను ధ్వని ప్రేరణలుగా మారుస్తుంది. రెండవది ఈ ధ్వని తరంగాలను గ్రహిస్తుంది, కంప్రెస్ చేస్తుంది మరియు తదనుగుణంగా, ట్రాన్సిస్టర్‌ను తెరుస్తుంది లేదా మూసివేస్తుంది. సమారియం సెలెనైడ్ () - ఒత్తిడిని బట్టి సెమీకండక్టర్ (అధిక నిరోధం) లేదా లోహం వలె.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్సిస్టర్ భావనను పరిచయం చేసిన మొదటి వాటిలో IBM ఒకటి. కంపెనీ ఇంజనీర్లు ఈ ప్రాంతంలో అభివృద్ధిలో నిమగ్నమై ఉన్నారు . UK నేషనల్ ఫిజికల్ లాబొరేటరీ, యూనివర్శిటీ ఆఫ్ ఎడిన్‌బర్గ్ మరియు ఆబర్న్‌లకు చెందిన వారి సహచరులు కూడా ఈ దిశలో పనిచేస్తున్నారు.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్సిస్టర్ సిలికాన్ పరికరాల కంటే తక్కువ శక్తిని వెదజల్లుతుంది. మొదట సాంకేతికత చిన్న గాడ్జెట్‌లలో వేడిని తొలగించడం కష్టం - స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, రేడియో పరికరాలు, రాడార్లు.
పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్సిస్టర్లు డేటా సెంటర్ల కోసం సర్వర్ ప్రాసెసర్‌లలో అప్లికేషన్‌ను కూడా కనుగొనవచ్చు. సాంకేతికత హార్డ్‌వేర్ యొక్క శక్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు IT ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్‌పై డేటా సెంటర్ ఆపరేటర్ల ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది.
టన్నెల్ ట్రాన్సిస్టర్లు
సెమీకండక్టర్ పరికర తయారీదారులకు ఉన్న ప్రధాన సవాళ్లలో ఒకటి తక్కువ వోల్టేజీల వద్ద మారగల ట్రాన్సిస్టర్‌లను రూపొందించడం. టన్నెల్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఈ సమస్యను పరిష్కరించగలవు. ఇటువంటి పరికరాలు ఉపయోగించి నియంత్రించబడతాయి .
అందువల్ల, బాహ్య వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, ట్రాన్సిస్టర్ వేగంగా మారుతుంది ఎందుకంటే ఎలక్ట్రాన్లు విద్యుద్వాహక అవరోధాన్ని అధిగమించే అవకాశం ఉంది. ఫలితంగా, పరికరం పనిచేయడానికి అనేక రెట్లు తక్కువ వోల్టేజ్ అవసరం.
MIPT మరియు జపాన్ యొక్క తోహోకు విశ్వవిద్యాలయం నుండి శాస్త్రవేత్తలు టన్నెల్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు. వారు డబుల్-లేయర్ గ్రాఫేన్‌ను ఉపయోగించారు దాని సిలికాన్ ప్రతిరూపాల కంటే 10-100 రెట్లు వేగంగా పనిచేసే పరికరం. ఇంజనీర్ల ప్రకారం, వారి సాంకేతికత ఆధునిక ఫ్లాగ్‌షిప్ మోడల్‌ల కంటే ఇరవై రెట్లు ఎక్కువ ఉత్పాదకతను కలిగి ఉండే డిజైన్ ప్రాసెసర్‌లు.
/ ఫోటో PD
వేర్వేరు సమయాల్లో, టన్నెల్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల నమూనాలు వివిధ పదార్థాలను ఉపయోగించి అమలు చేయబడ్డాయి - గ్రాఫేన్‌తో పాటు, అవి и . అయినప్పటికీ, సాంకేతికత ఇంకా ప్రయోగశాలల గోడలను విడిచిపెట్టలేదు మరియు దాని ఆధారంగా పరికరాల యొక్క పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తి గురించి మాట్లాడటం లేదు.
స్పిన్ ట్రాన్సిస్టర్లు
వారి పని ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్‌ల కదలికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్పిన్‌లు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం సహాయంతో కదులుతాయి, ఇది వాటిని ఒక దిశలో ఆదేశించి స్పిన్ కరెంట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ కరెంట్‌తో పనిచేసే పరికరాలు సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల కంటే వంద రెట్లు తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తాయి మరియు సెకనుకు బిలియన్ సార్లు చొప్పున.
స్పిన్ పరికరాల ప్రధాన ప్రయోజనం వారి బహుముఖ ప్రజ్ఞ. అవి సమాచార నిల్వ పరికరం యొక్క విధులను మిళితం చేస్తాయి, దానిని చదవడానికి ఒక డిటెక్టర్ మరియు చిప్ యొక్క ఇతర అంశాలకు ప్రసారం చేయడానికి ఒక స్విచ్.
స్పిన్ ట్రాన్సిస్టర్ భావనకు మార్గదర్శకత్వం వహించినట్లు నమ్ముతారు 1990లో ఇంజనీర్లు సుప్రియో దత్తా మరియు బిస్వజిత్ దాస్. అప్పటి నుండి, పెద్ద ఐటి కంపెనీలు ఈ ప్రాంతంలో అభివృద్ధిని చేపట్టాయి, . అయితే, ఎలా ఇంజనీర్లు, స్పిన్ ట్రాన్సిస్టర్లు వినియోగదారు ఉత్పత్తులలో కనిపించడానికి ఇంకా చాలా దూరంగా ఉన్నాయి.
మెటల్-టు-ఎయిర్ ట్రాన్సిస్టర్లు
దాని ప్రధాన భాగంలో, మెటల్-ఎయిర్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రాలు మరియు రూపకల్పన ట్రాన్సిస్టర్‌లను గుర్తుకు తెస్తుంది . కొన్ని మినహాయింపులతో: కొత్త ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కాలువ మరియు మూలం మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్లు. పరికరం యొక్క షట్టర్ వాటి క్రింద ఉంది మరియు ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌తో ఇన్సులేట్ చేయబడింది.
కాలువ మరియు మూలం ఒకదానికొకటి ముప్పై నానోమీటర్ల దూరంలో అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇది ఎలక్ట్రాన్లు వాయు ప్రదేశంలో స్వేచ్ఛగా పాస్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. చార్జ్డ్ కణాల మార్పిడి కారణంగా సంభవిస్తుంది .
మెటల్-టు-ఎయిర్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల అభివృద్ధి మెల్బోర్న్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి ఒక బృందం - RMIT. ఇంజనీర్లు సాంకేతికత మూర్ యొక్క చట్టానికి "కొత్త జీవితాన్ని ఊపిరి" చేస్తుందని మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌ల నుండి మొత్తం 3D నెట్‌వర్క్‌లను నిర్మించడాన్ని సాధ్యం చేస్తుందని చెప్పారు. చిప్ తయారీదారులు సాంకేతిక ప్రక్రియలను అనంతంగా తగ్గించడం మరియు కాంపాక్ట్ 3D నిర్మాణాలను సృష్టించడం ప్రారంభించగలరు.
డెవలపర్ల ప్రకారం, కొత్త రకం ట్రాన్సిస్టర్‌ల ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ వందల గిగాహెర్ట్జ్‌లను మించిపోతుంది. సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ప్రజలకు విడుదల చేయడం వలన కంప్యూటింగ్ వ్యవస్థల సామర్థ్యాలు విస్తరిస్తాయి మరియు డేటా సెంటర్లలో సర్వర్ల పనితీరు పెరుగుతుంది.
బృందం ఇప్పుడు పెట్టుబడిదారుల కోసం వారి పరిశోధనను కొనసాగించడానికి మరియు సాంకేతిక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి వెతుకుతోంది. విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో కాలువ మరియు మూలం ఎలక్ట్రోడ్లు కరుగుతాయి - ఇది ట్రాన్సిస్టర్ పనితీరును తగ్గిస్తుంది. రానున్న రెండేళ్లలో లోపాన్ని సరిదిద్దాలని వారు యోచిస్తున్నారు. దీని తరువాత, ఇంజనీర్లు ఉత్పత్తిని మార్కెట్లోకి తీసుకురావడానికి సన్నాహాలు ప్రారంభిస్తారు.
మేము మా కార్పొరేట్ బ్లాగులో ఇంకా ఏమి వ్రాస్తాము:
మూలం: www.habr.com