Дослідники з Berkeley Lab розробили надмініатюрний транзистор

58 Views Comment Off

Вже більше десятиліття йде гонка по скороченню розмірів окремих компонентів сучасних чіпів. Вчені й інженери з’ясували, що нижнім теоретичним порогом цих розмірів є розмір 5 нанометрів, після чого працездатність елементів транзисторної логіки буде загублена внаслідок збільшення впливу ефектів квантової механіки. І можна сказати, що гонка, про яку згадувалося трохи вище, наближається до фінішу, адже розміри транзисторів, розміщених на кристалах найсучасніших чіпів, рівні 20 нанометрів, що всього в чотири рази більше теоретичної межі.

Однак, дослідники з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley Lab) кинули виклик існуючим законам фізики і добилися успіху в цій справі. Вони створили транзистор, керуючий електрод (затвор) якого має розмір всього 1 нанометр. Для порівняння, найтонша людська волосина має діаметр 50 000 нанометрів.

Дисульфід молібдену або молібденіт відноситься до класу двовимірних напівпровідникових матеріалів і має величезний потенціал для його використання в світлодіодах, напівпровідникових лазерах, транзисторах, сонячних батареях і т.п.

Стандартні транзистори мають три електрода, стік, витік і затвор. Електричний струм тече через транзистор від стоку до витоку, а керує цим струмом потенціал, що подається на затвор. Величина і полярність цього потенціалу може включити або вимкнути транзистор. У новому транзисторі дослідники використовували той ефект, що електрони пересуваються в шарі молібденіту, зустрічаючи більший опір, ніж в кремнії. Це, в свою чергу, заважає їм зробити квантовий тунельний перехід на інший електрод, що робить поточний через транзистор струм абсолютно некерованим.

nanometr2

Розібравшись зі створенням напівпровідникового каналу майбутнього транзистора, вчені приступили до створення 1-нанометрового керуючого електрода, затвора, що виявилося досить і досить складною справою. Звичайні літографічні технології вже не працюють на цьому масштабі, тому вченим довелося звернути свою увагу на вуглецеві нанотрубки, порожнисті вуглецеві трубки, діаметр яких може дорівнювати 1 нанометру.

Коли вченим вдалося створити з вуглецевої нанотрубки затвор транзистора, вони виміряли всі характеристики отриманого пристрою. Виявилося, що такий транзистор цілком працездатний і потенціал на “нанотрубочному” затворі дозволяє ефективно управляти струмом через транзистор.

“Однак, наш транзистор є лише доказом працездатності нової ідеї. Ми ще не розробили технологію створення безлічі таких транзисторів на чіпі, крім цього, ми поки виготовили і випробували лише кілька зразків нанометрових транзисторів” – пишуть вчені, – “Проте, все це є демонстрацією того, що розміри транзистора можуть бути нижчими 5 нанометрів. І ми сподіваємося на те, що наша робота в майбутньому дозволить закону Гордона Мура протриматися ще якийсь час”.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404