ہم سلکان کے متبادل کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔
/ تصویر Unsplash سے
مور کا قانون، ڈینارڈ کا قانون اور کومی کا اصول مطابقت کھو رہے ہیں۔ ایک وجہ یہ ہے کہ سلیکون ٹرانزسٹر اپنی تکنیکی حد تک پہنچ رہے ہیں۔ ہم نے اس موضوع پر تفصیل سے بات کی۔ . آج ہم ایسے مواد کے بارے میں بات کر رہے ہیں جو مستقبل میں سلیکون کی جگہ لے سکتا ہے اور تینوں قوانین کی درستگی کو بڑھا سکتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ پروسیسرز اور ان کو استعمال کرنے والے کمپیوٹنگ سسٹمز (بشمول ڈیٹا سینٹرز کے سرورز) کی کارکردگی میں اضافہ۔
کاربن نانوٹوبس
کاربن نانوٹوبس سلنڈر ہوتے ہیں جن کی دیواریں کاربن کی موناٹومک پرت پر مشتمل ہوتی ہیں۔ کاربن ایٹموں کا رداس سلکان کے مقابلے میں چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے نینو ٹیوب پر مبنی ٹرانجسٹروں میں الیکٹران کی نقل و حرکت اور کرنٹ کثافت زیادہ ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، ٹرانجسٹر کی آپریٹنگ رفتار بڑھ جاتی ہے اور اس کی بجلی کی کھپت کم ہوتی ہے. کی طرف سے یونیورسٹی آف وسکونسن میڈیسن کے انجینئرز، پیداواری صلاحیت پانچ گنا بڑھ جاتی ہے۔
حقیقت یہ ہے کہ کاربن نانوٹوبس میں سلکان سے بہتر خصوصیات ہیں ایک طویل عرصے سے جانا جاتا ہے - اس طرح کے پہلے ٹرانجسٹر نمودار ہوئے . لیکن حال ہی میں سائنسدانوں نے کافی موثر ڈیوائس بنانے کے لیے کئی تکنیکی حدود کو دور کرنے میں کامیاب کیا ہے۔ تین سال پہلے، پہلے ہی ذکر کردہ یونیورسٹی آف وسکونسن کے طبیعیات دانوں نے نینو ٹیوب پر مبنی ٹرانجسٹر کا ایک پروٹو ٹائپ پیش کیا، جس نے جدید سلیکون ڈیوائسز کو پیچھے چھوڑ دیا۔
کاربن نانوٹوبس پر مبنی آلات کا ایک اطلاق لچکدار الیکٹرانکس ہے۔ لیکن اب تک ٹیکنالوجی لیبارٹری سے آگے نہیں بڑھ سکی ہے اور اس کے بڑے پیمانے پر نفاذ کے بارے میں کوئی بات نہیں کی گئی ہے۔
گرافین نینوریبن
وہ تنگ پٹیاں ہیں۔ کئی دسیوں نینو میٹر چوڑے اور مستقبل کے ٹرانزسٹر بنانے کے لیے اہم مواد میں سے ایک۔ گرافین ٹیپ کی اہم خصوصیت مقناطیسی میدان کا استعمال کرتے ہوئے اس کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو تیز کرنے کی صلاحیت ہے۔ ایک ہی وقت میں، گرافین سلکان سے زیادہ برقی چالکتا۔
پر ، گرافین ٹرانجسٹرز پر مبنی پروسیسرز ٹیرا ہرٹز کے قریب تعدد پر کام کرنے کے قابل ہوں گے۔ جبکہ جدید چپس کی آپریٹنگ فریکوئنسی 4-5 گیگاہرٹز پر سیٹ کی گئی ہے۔
گرافین ٹرانجسٹر کے پہلے پروٹو ٹائپس . تب سے انجینئرز ان پر مبنی آلات کے "اسمبلنگ" کے عمل۔ بہت حال ہی میں، پہلے نتائج حاصل کیے گئے تھے - مارچ میں کیمبرج یونیورسٹی سے ڈویلپرز کی ایک ٹیم پیداوار میں آغاز کے بارے میں . انجینئرز کا کہنا ہے کہ نئی ڈیوائس الیکٹرانک ڈیوائسز کے آپریشن کو دس گنا تیز کر سکتی ہے۔
ہفنیم ڈائی آکسائیڈ اور سیلینائیڈ
ہفنیم ڈائی آکسائیڈ مائکرو سرکٹس کی تیاری میں بھی استعمال ہوتا ہے۔ . یہ ٹرانزسٹر گیٹ پر ایک موصل تہہ بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ لیکن آج انجینئرز سلیکون ٹرانزسٹر کے آپریشن کو بہتر بنانے کے لیے اس کا استعمال تجویز کرتے ہیں۔
/ تصویر PD
پچھلے سال کے اوائل میں، اسٹینفورڈ کے سائنسدانوں نے کہ اگر ہفنیم ڈائی آکسائیڈ کے کرسٹل ڈھانچے کو ایک خاص طریقے سے دوبارہ ترتیب دیا جائے تو یہ (بجلی کے میدان کو منتقل کرنے کے لیے میڈیم کی صلاحیت کے لیے ذمہ دار) چار گنا سے زیادہ بڑھ جائے گا۔ اگر آپ ٹرانزسٹر گیٹس بناتے وقت اس طرح کے مواد کا استعمال کرتے ہیں، تو آپ اثر کو نمایاں طور پر کم کر سکتے ہیں۔ .
امریکی سائنسدان بھی ہافنیم اور زرکونیم سیلینائیڈز کا استعمال کرتے ہوئے جدید ٹرانزسٹروں کا سائز کم کریں۔ انہیں سلکان آکسائیڈ کی بجائے ٹرانزسٹروں کے لیے ایک موثر موصل کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ Selenides میں نمایاں طور پر چھوٹی موٹائی ہوتی ہے (تین ایٹم)، جبکہ ایک اچھا بینڈ گیپ برقرار رکھتے ہیں۔ یہ ایک اشارے ہے جو ٹرانجسٹر کی بجلی کی کھپت کا تعین کرتا ہے۔ انجینئرز پہلے ہی ہیں۔ ہافنیم اور زرکونیم سیلینائیڈز پر مبنی آلات کے کئی کام کرنے والے پروٹو ٹائپ۔
اب انجینئرز کو ایسے ٹرانجسٹروں کو جوڑنے کے مسئلے کو حل کرنے کی ضرورت ہے - ان کے لیے مناسب چھوٹے رابطے تیار کرنے کے لیے۔ اس کے بعد ہی بڑے پیمانے پر پیداوار کے بارے میں بات کرنا ممکن ہو گا۔
مولیبڈینم ڈسلفائیڈ
Molybdenum سلفائیڈ بذات خود ایک ناقص سیمی کنڈکٹر ہے، جو کہ سلکان کی خصوصیات میں کمتر ہے۔ لیکن نوٹری ڈیم یونیورسٹی کے ماہرین طبیعیات کے ایک گروپ نے دریافت کیا کہ پتلی مولیبڈینم فلمیں (ایک ایٹم موٹی) منفرد خصوصیات رکھتی ہیں - ان پر مبنی ٹرانجسٹر بند ہونے پر کرنٹ نہیں گزرتے اور سوئچ کرنے کے لیے بہت کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ انہیں کم وولٹیج پر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
مولیبڈینم ٹرانجسٹر پروٹو ٹائپ لیبارٹری میں لارنس برکلے 2016 میں۔ ڈیوائس صرف ایک نینو میٹر چوڑا ہے۔ انجینئرز کا کہنا ہے کہ اس طرح کے ٹرانزسٹرز مور کے قانون کو بڑھانے میں مدد کریں گے۔
اس کے علاوہ گزشتہ سال molybdenum disulfide ٹرانزسٹر جنوبی کوریا کی ایک یونیورسٹی کے انجینئر۔ توقع ہے کہ ٹیکنالوجی OLED ڈسپلے کے کنٹرول سرکٹس میں ایپلی کیشن تلاش کرے گی۔ تاہم، اس طرح کے ٹرانجسٹروں کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے بارے میں ابھی تک کوئی بات نہیں ہوئی ہے۔
اس کے باوجود، اسٹینفورڈ کے محققین کہ ٹرانزسٹروں کی تیاری کے لیے جدید انفراسٹرکچر کو "مولیبڈینم" ڈیوائسز کے ساتھ کم سے کم قیمت پر کام کرنے کے لیے دوبارہ بنایا جا سکتا ہے۔ اس طرح کے منصوبوں پر عمل درآمد ممکن ہوگا یا نہیں، یہ مستقبل میں دیکھنا باقی ہے۔
ہم اپنے ٹیلیگرام چینل میں کیا لکھتے ہیں:
ماخذ: www.habr.com