Biz silikon uchun muqobillar haqida gapiramiz.
/ rasm Unsplash
Mur qonuni, Dennard qonuni va Kumi qoidasi o'z ahamiyatini yo'qotmoqda. Buning sabablaridan biri shundaki, silikon tranzistorlar texnologik chegarasiga yaqinlashmoqda. Biz ushbu mavzuni batafsil muhokama qildik . Bugun biz kelajakda kremniy o'rnini bosadigan va uchta qonunning amal qilish muddatini uzaytira oladigan materiallar haqida gapiramiz, bu protsessorlar va ulardan foydalanadigan hisoblash tizimlari (shu jumladan ma'lumotlar markazlari serverlari) samaradorligini oshirishni anglatadi.
Uglerod nanotubalari
Uglerod nanotubalari silindrlar bo'lib, devorlari uglerodning monotomik qatlamidan iborat. Uglerod atomlarining radiusi kremniynikidan kichikroq, shuning uchun nanotubka asosidagi tranzistorlar yuqori elektron harakatchanligi va oqim zichligiga ega. Natijada, tranzistorning ishlash tezligi oshadi va uning quvvat sarfi kamayadi. tomonidan Viskonsin-Madison universiteti muhandislari ish unumdorligini besh baravar oshiradi.
Uglerod nanotubalari kremniyga qaraganda yaxshiroq xususiyatlarga ega ekanligi uzoq vaqtdan beri ma'lum - birinchi bunday tranzistorlar paydo bo'ldi. . Ammo yaqinda olimlar etarlicha samarali qurilma yaratish uchun bir qator texnologik cheklovlarni engishga muvaffaq bo'lishdi. Uch yil avval yuqorida tilga olingan Viskonsin universiteti fiziklari nanotubkalar asosidagi tranzistor prototipini taqdim etishdi, bu esa zamonaviy kremniy qurilmalaridan ustundir.
Uglerod nanotubalariga asoslangan qurilmalardan biri bu moslashuvchan elektronika. Ammo hozirgacha texnologiya laboratoriyadan tashqariga chiqmadi va uni ommaviy ravishda amalga oshirish haqida gap yo'q.
Grafen nanoribbonlar
Ular tor chiziqlar bir necha o'nlab nanometr kengligi va kelajak tranzistorlarini yaratish uchun asosiy materiallardan biri. Grafen lentasining asosiy xususiyati magnit maydon yordamida u orqali o'tadigan oqimni tezlashtirish qobiliyatidir. Shu bilan birga, grafen kremniyga qaraganda ko'proq elektr o'tkazuvchanligi.
haqida , grafen tranzistorlari asosidagi protsessorlar teragertsga yaqin chastotalarda ishlay oladi. Zamonaviy chiplarning ishlash chastotasi 4-5 gigagertsga o'rnatilgan.
Grafen tranzistorlarining birinchi prototiplari . O'shandan beri muhandislar ular asosida qurilmalarni "yig'ish" jarayonlari. Yaqinda birinchi natijalarga erishildi - mart oyida Kembrij universitetining dasturchilar jamoasi ishlab chiqarishga kirishish haqida . Muhandislarning ta’kidlashicha, yangi qurilma elektron qurilmalarning ishlashini o‘n barobar tezlashtirishi mumkin.
Gafniy dioksidi va selenid
Gafniy dioksidi mikrosxemalar ishlab chiqarishda ham qo'llaniladi . U tranzistorli eshikda izolyatsion qatlamni yaratish uchun ishlatiladi. Ammo bugungi kunda muhandislar kremniy tranzistorlarining ishlashini optimallashtirish uchun undan foydalanishni taklif qilmoqdalar.
/ rasm PD
O'tgan yilning boshida Stenford olimlari , agar gafniy dioksidining kristall tuzilishi maxsus tarzda qayta tashkil etilgan bo'lsa, u holda (muhitning elektr maydonini o'tkazish qobiliyatiga javob beradi) to'rt martadan ko'proq oshadi. Agar siz tranzistorli eshiklarni yaratishda bunday materialdan foydalansangiz, ta'sirni sezilarli darajada kamaytirishingiz mumkin .
Amerikalik olimlar ham gafniy va sirkonyum selenidlari yordamida zamonaviy tranzistorlar hajmini kamaytirish. Ular kremniy oksidi o'rniga tranzistorlar uchun samarali izolyator sifatida ishlatilishi mumkin. Selenidlar yaxshi tarmoqli bo'shlig'ini saqlagan holda sezilarli darajada kichikroq qalinlikka ega (uch atom). Bu tranzistorning quvvat sarfini aniqlaydigan ko'rsatkich. Muhandislar allaqachon gafniy va sirkoniy selenidlari asosidagi qurilmalarning bir nechta ishchi prototiplari.
Endi muhandislar bunday tranzistorlarni ulash muammosini hal qilishlari kerak - ular uchun tegishli kichik kontaktlarni ishlab chiqish. Shundan keyingina ommaviy ishlab chiqarish haqida gapirish mumkin bo'ladi.
Molibden disulfidi
Molibden sulfidining o'zi juda zaif yarimo'tkazgich bo'lib, u kremniydan past. Ammo Notr-Dam universitetining bir guruh fiziklari yupqa molibden plyonkalari (bir atom qalinligi) noyob xususiyatlarga ega ekanligini aniqladilar - ular asosidagi tranzistorlar o'chirilganda oqim o'tkazmaydi va o'tish uchun kam energiya talab qiladi. Bu ularga past kuchlanishlarda ishlash imkonini beradi.
Molibden tranzistor prototipi laboratoriyada. Lourens Berkli 2016 yilda. Qurilmaning kengligi atigi bir nanometr. Muhandislarning aytishicha, bunday tranzistorlar Mur qonunini kengaytirishga yordam beradi.
Shuningdek, o'tgan yili molibden disulfid tranzistori Janubiy Koreya universiteti muhandislari. Texnologiya OLED displeylarini boshqarish sxemalarida qo'llanilishi kutilmoqda. Biroq, bunday tranzistorlarni ommaviy ishlab chiqarish haqida hali gap yo'q.
Shunga qaramay, Stenford tadqiqotchilari tranzistorlar ishlab chiqarish uchun zamonaviy infratuzilmani minimal xarajatlar bilan "molibden" qurilmalari bilan ishlash uchun qayta qurish mumkinligi. Bunday loyihalarni amalga oshirish mumkinmi yoki yo'qmi, buni kelajakda ko'rish mumkin.
Telegram kanalimizda nimalar haqida yozamiz:
Manba: www.habr.com