మేము సిలికాన్ కోసం ప్రత్యామ్నాయాల గురించి మాట్లాడుతున్నాము.
/ ఫోటో Unsplash
మూర్స్ లా, డెన్నార్డ్స్ లా మరియు కూమీస్ రూల్ ఔచిత్యాన్ని కోల్పోతున్నాయి. సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్లు వాటి సాంకేతిక పరిమితిని చేరుకోవడం ఒక కారణం. మేము ఈ అంశంపై వివరంగా చర్చించాము . ఈ రోజు మనం భవిష్యత్తులో సిలికాన్‌ను భర్తీ చేయగల మరియు మూడు చట్టాల చెల్లుబాటును విస్తరించగల పదార్థాల గురించి మాట్లాడుతున్నాము, అంటే ప్రాసెసర్‌ల సామర్థ్యాన్ని మరియు వాటిని ఉపయోగించే కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్‌లను (డేటా సెంటర్‌లలోని సర్వర్‌లతో సహా) పెంచడం.
కార్బన్ సూక్ష్మనాళికలు
కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు సిలిండర్లు, దీని గోడలు కార్బన్ యొక్క మోనాటమిక్ పొరను కలిగి ఉంటాయి. కార్బన్ పరమాణువుల వ్యాసార్థం సిలికాన్ కంటే చిన్నది, కాబట్టి నానోట్యూబ్ ఆధారిత ట్రాన్సిస్టర్లు అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు కరెంట్ డెన్సిటీని కలిగి ఉంటాయి. ఫలితంగా, ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ వేగం పెరుగుతుంది మరియు దాని శక్తి వినియోగం తగ్గుతుంది. ద్వారా విస్కాన్సిన్-మాడిసన్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి ఇంజనీర్లు, ఉత్పాదకత ఐదు రెట్లు పెరుగుతుంది.
కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు సిలికాన్ కంటే మెరుగైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయని చాలా కాలంగా తెలుసు - అలాంటి మొదటి ట్రాన్సిస్టర్లు కనిపించాయి . కానీ ఇటీవలే శాస్త్రవేత్తలు తగినంత ప్రభావవంతమైన పరికరాన్ని రూపొందించడానికి అనేక సాంకేతిక పరిమితులను అధిగమించగలిగారు. మూడు సంవత్సరాల క్రితం, ఇప్పటికే పేర్కొన్న యూనివర్సిటీ ఆఫ్ విస్కాన్సిన్ నుండి భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నానోట్యూబ్ ఆధారిత ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క నమూనాను సమర్పించారు, ఇది ఆధునిక సిలికాన్ పరికరాలను అధిగమించింది.
కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లపై ఆధారపడిన పరికరాల యొక్క ఒక అప్లికేషన్ ఫ్లెక్సిబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్. కానీ ఇప్పటివరకు సాంకేతికత ప్రయోగశాలకు మించి వెళ్ళలేదు మరియు దాని సామూహిక అమలు గురించి చర్చ లేదు.
గ్రాఫేన్ నానోరిబ్బన్లు
అవి ఇరుకైన స్ట్రిప్స్ అనేక పదుల నానోమీటర్ల వెడల్పు మరియు భవిష్యత్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను రూపొందించడానికి ప్రధాన పదార్థాలలో ఒకటి. గ్రాఫేన్ టేప్ యొక్క ప్రధాన లక్షణం అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించి దాని ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహాన్ని వేగవంతం చేయగల సామర్థ్యం. అదే సమయంలో, గ్రాఫేన్ సిలికాన్ కంటే ఎక్కువ విద్యుత్ వాహకత.
న , గ్రాఫేన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లపై ఆధారపడిన ప్రాసెసర్లు టెరాహెర్ట్జ్‌కు దగ్గరగా ఉండే పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయగలవు. ఆధునిక చిప్‌ల ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ 4–5 గిగాహెర్ట్జ్‌గా సెట్ చేయబడింది.
గ్రాఫేన్ ట్రాన్సిస్టర్ల మొదటి నమూనాలు . అప్పటి నుంచి ఇంజనీర్లు వాటి ఆధారంగా పరికరాల "సమీకరణ" ప్రక్రియలు. ఇటీవల, మొదటి ఫలితాలు పొందబడ్డాయి - మార్చిలో కేంబ్రిడ్జ్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి డెవలపర్ల బృందం ఉత్పత్తి ప్రారంభించడం గురించి . కొత్త పరికరం ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల పనితీరును పదిరెట్లు వేగవంతం చేయగలదని ఇంజనీర్లు చెబుతున్నారు.
హాఫ్నియం డయాక్సైడ్ మరియు సెలీనైడ్
హాఫ్నియం డయాక్సైడ్ మైక్రో సర్క్యూట్ల ఉత్పత్తిలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది . ఇది ట్రాన్సిస్టర్ గేట్‌పై ఇన్సులేటింగ్ పొరను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. కానీ నేడు ఇంజనీర్లు సిలికాన్ ట్రాన్సిస్టర్ల ఆపరేషన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి దీనిని ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించారు.
/ ఫోటో PD
గత సంవత్సరం ప్రారంభంలో, స్టాన్ఫోర్డ్ నుండి శాస్త్రవేత్తలు , హాఫ్నియం డయాక్సైడ్ యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని ప్రత్యేక పద్ధతిలో పునర్వ్యవస్థీకరించినట్లయితే, అది (ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌ను ప్రసారం చేయడానికి మాధ్యమం యొక్క సామర్థ్యానికి బాధ్యత వహిస్తుంది) నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ పెరుగుతుంది. ట్రాన్సిస్టర్ గేట్లను సృష్టించేటప్పుడు మీరు అలాంటి పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తే, మీరు ప్రభావాన్ని గణనీయంగా తగ్గించవచ్చు .
అమెరికా శాస్త్రవేత్తలు కూడా హాఫ్నియం మరియు జిర్కోనియం సెలెనైడ్‌లను ఉపయోగించి ఆధునిక ట్రాన్సిస్టర్ల పరిమాణాన్ని తగ్గించండి. వాటిని సిలికాన్ ఆక్సైడ్‌కు బదులుగా ట్రాన్సిస్టర్‌లకు సమర్థవంతమైన ఇన్సులేటర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. మంచి బ్యాండ్ గ్యాప్‌ను కొనసాగిస్తూ సెలెనైడ్‌లు చాలా చిన్న మందాన్ని (మూడు పరమాణువులు) కలిగి ఉంటాయి. ఇది ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగాన్ని నిర్ణయించే సూచిక. ఇంజనీర్లు ఇప్పటికే ఉన్నారు హాఫ్నియం మరియు జిర్కోనియం సెలెనైడ్స్ ఆధారంగా పరికరాల యొక్క అనేక పని నమూనాలు.
ఇప్పుడు ఇంజనీర్లు అటువంటి ట్రాన్సిస్టర్‌లను కనెక్ట్ చేసే సమస్యను పరిష్కరించాలి - వాటికి తగిన చిన్న పరిచయాలను అభివృద్ధి చేయడానికి. దీని తర్వాత మాత్రమే భారీ ఉత్పత్తి గురించి మాట్లాడటం సాధ్యమవుతుంది.
మాలిబ్డినం డైసల్ఫైడ్
మాలిబ్డినం సల్ఫైడ్ ఒక పేలవమైన సెమీకండక్టర్, ఇది సిలికాన్ కంటే తక్కువ లక్షణాలలో ఉంటుంది. కానీ నోట్రే డేమ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్తల బృందం సన్నని మాలిబ్డినం ఫిల్మ్‌లు (ఒక అణువు మందపాటి) ప్రత్యేక లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయని కనుగొన్నారు - వాటిపై ఆధారపడిన ట్రాన్సిస్టర్లు ఆపివేయబడినప్పుడు కరెంట్‌ను పంపవు మరియు మారడానికి తక్కువ శక్తి అవసరం. ఇది తక్కువ వోల్టేజీల వద్ద పనిచేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.
మాలిబ్డినం ట్రాన్సిస్టర్ ప్రోటోటైప్ ప్రయోగశాలలో. 2016లో లారెన్స్ బర్కిలీ. పరికరం ఒక నానోమీటర్ వెడల్పు మాత్రమే. ఇటువంటి ట్రాన్సిస్టర్లు మూర్ యొక్క చట్టాన్ని విస్తరించడంలో సహాయపడతాయని ఇంజనీర్లు అంటున్నారు.
గత సంవత్సరం మాలిబ్డినం డైసల్ఫైడ్ ట్రాన్సిస్టర్ కూడా దక్షిణ కొరియా విశ్వవిద్యాలయం నుండి ఇంజనీర్లు. సాంకేతికత OLED డిస్ప్లేల నియంత్రణ సర్క్యూట్‌లలో అప్లికేషన్‌ను కనుగొనగలదని భావిస్తున్నారు. అయితే, అటువంటి ట్రాన్సిస్టర్ల భారీ ఉత్పత్తి గురించి ఇంకా చర్చ లేదు.
అయినప్పటికీ, స్టాన్ఫోర్డ్ పరిశోధకులు ట్రాన్సిస్టర్ల ఉత్పత్తికి ఆధునిక అవస్థాపనను తక్కువ ఖర్చుతో "మాలిబ్డినం" పరికరాలతో పని చేయడానికి పునర్నిర్మించవచ్చు. ఇలాంటి ప్రాజెక్టులను అమలు చేయడం సాధ్యమవుతుందా లేదా అనేది భవిష్యత్తులో చూడాలి.
మేము మా టెలిగ్రామ్ ఛానెల్‌లో ఏమి వ్రాస్తాము:
మూలం: www.habr.com