Netverama retzemju metāla spirāle varētu palīdzēt virzīt Mūra likumu uz nākamo līmeni

Telūra spirāle (Qin et al., Nature Electronics, 2020)

Lai jūsu kabatā ievietotu arvien vairāk skaitļošanas jaudas, inženieriem ir jāizdomā arvien atjautīgāki veidi, kā pievienot tranzistorus jau tā pārpildītajai telpai.

Diemžēl ir ierobežojums tam, cik mazu jūs varat izveidot vadu. Bet savītai retzemju metāla formai var būt tas, kas nepieciešams, lai nedaudz paplašinātu robežas.

Pētnieku komanda, ko finansē ASV armija, ir atklājusi veidu, kā pagriezt savītus nanovadus no viena no retākajiem retzemju metāliem, telūrs , par materiālu ar tikai pareizajām īpašībām, kas padara to par ideālu tranzistoru tikai pāris nanometru šķērsgriezumā.



'Šis telūra materiāls ir patiešām unikāls,' saka Peide Ye , elektroinženieris no Purdue universitātes.

'Tas veido funkcionālu tranzistoru ar potenciālu, kas ir mazākais pasaulē.'

Tranzistori ir darba zirgs visam, kas aprēķina informāciju, izmantojot nelielas izmaiņas atbildīgs, lai novērstu vai ļautu plūst lielākai strāvai.

Parasti izgatavoti no pusvadītājiem, tos var uzskatīt par elektronu satiksmes krustpunktiem. Neliela sprieguma maiņa vienā vietā atver vārtus strāvas plūsmai, kas kalpo gan kā slēdzis, gan kā pastiprinātājs.

Atvērto un slēgto slēdžu kombinācijas ir fiziskas vienības, kas pārstāv bināro valodu, kas ir datora darbību loģikas pamatā. Tādējādi, jo vairāk jums ir vienā vietā, jo vairāk darbību varat veikt.

Kopš pirmā kupla tranzistors tika prototips pirms nedaudz vairāk nekā 70 gadiem dažādas metodes un jauni materiāli ir noveduši pie regulāras tranzistora samazināšanas.

Faktiski samazinājums bija tik regulārs, ka datoru giganta Intel līdzdibinātājs Džordžs Mūrs kļuva slavens. atzīmēts 1965. gadā ka tas sekos tranzistoru blīvuma dubultošanās tendencei ik pēc diviem gadiem.

Šodien šī tendence ir ievērojami palēninājusies . Pirmkārt, vairāk tranzistoru vienā vietā nozīmē lielāku siltuma uzkrāšanos.

Taču ir arī tikai tik daudz veidu, kā jūs varat noņemt atomus no materiāla, un tas joprojām darbojas kā tranzistors. Kur ienāk telūrs.

Lai gan tas nav gluži izplatīts elements Zemes garozā, tas ir ļoti pieprasīts pusmetāls, kas atrod vietu dažādos sakausējumos, lai uzlabotu cietību un palīdzētu tam izturēt koroziju.

Tam ir arī pusvadītāju īpašības; dažos apstākļos pārvada strāvu un citos darbojas kā rezistors.

Interesanti par tā īpašībām nanomērogā, inženieri izaudzēja elementa viendimensijas ķēdes un rūpīgi aplūkoja tās elektronu mikroskopā. Pārsteidzoši, ļoti plānais 'vads' nebija gluži glīta atomu līnija.

'Silīcija atomi izskatās taisni, bet šie telūra atomi ir kā čūska. Šī ir ļoti oriģināla struktūra, saka Ye .

Ciešāk pārbaudot, viņi noskaidroja, ka ķēde sastāv no telūra atomu pāriem, kas ir cieši saistīti viens ar otru, un pēc tam tika sakrauti kristāla formā, ko vājāks ievelk spirālē. van der Vāla spēki .

Jebkāda veida elektronikas izveidošana no krokaina nanovada rada tikai problēmas, tāpēc, lai materiālam piešķirtu kādu struktūru, pētnieki devās meklēt kaut ko, kurā to iekapsulēt.

Viņi atklāja, ka risinājums bija a nanocaurule no bora nitrīda. Telūra spirāle ne tikai kārtīgi ieslīdēja iekšā, bet arī caurule darbojās kā izolators, atzīmējot visus lodziņus, kas padarītu to piemērotu dzīvei kā tranzistoram.

Vissvarīgākais ir tas, ka visa pusvadītāja stieple bija tikai 2 nanometrus diametrā, ierindojot to vienā līmenī ar1 nanometra rekords uzstādīts pirms dažiem gadiem.

Laiks rādīs, vai komanda spēs to vēl vairāk saspiest ar mazāku ķēžu skaitu, vai pat tā darbosies kā paredzēts ķēdē.

Ja tas darbosies, kā cerēts, tas varētu veicināt nākamās paaudzes miniaturizēto elektroniku,potenciāli uz pusi samazināt izmērupašreizējās visprogresīvākās mikroshēmas.

'Pēc tam pētnieki optimizēs ierīci, lai vēl vairāk uzlabotu tās veiktspēju, un demonstrēs ļoti efektīvu funkcionālu elektronisko shēmu, izmantojot šos mazos tranzistorus, iespējams, sadarbojoties ar ARL pētniekiem.' saka Džo Cju , Armijas pētniecības biroja programmu vadītājs.

Pat tad, ja koncepcija tiek īstenota, sarūkošajai tehnoloģijai ir jāpārvar vairākas citas problēmas, pirms mēs to atradīsim savās kabatās.

Lai gan telūrs pašlaik netiek uzskatīts par ierobežotu resursu, neskatoties uz tā relatīvo retumu, tas varētu būt ļoti pieprasīts nākotnes elektronikā, piemēram, saules baterijās.

Šis pētījums tika publicēts Dabas elektronika .

Populārākas Kategorijas: Cilvēkiem , Skaidrotājs , Viedoklis , Neklasificēts , Daba , Fizika , Veselība , Vidi , Telpa , Dabu ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.