Самые маленькие в мире одноатомные транзисторные функции при комнатной температуре, без полупроводников
Исследователи создали транзистор, который не использует полупроводниковый материал и работает при комнатной температуре - всего один атом серебра.
Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) в Германии объявили, что они говорят о прорыве в микроэлектронике, создавая одноатомный транзистор, который, по их утверждению, является самым маленьким в мире.
Транзистор, который работает в гелевом электролите, работает при комнатной температуре и работает на чрезвычайно низком потреблении энергии, согласно исследовательской группе во главе с доктором Томасом Шиммелем, физиком из Института прикладной физики в Карлсруэ (APH).
«Этот элемент квантовой электроники позволяет коммутировать энергии меньше, чем у традиционных кремниевых технологий, в 10 000 раз», - говорится в заявлении эксперта по физике и нанотехнологиям Schimmel.
Транзистор и гель-электролит показаны выше. Изображение используется любезно профессором Томасом Шиммелем / KIT
Шиммель, который занимается исследованиями в APH, Институте нанотехнологий и Научно-исследовательским центром материалов для энергетических систем (MZE) KIT, широко считается пионером электроники с одним атомом. Ранее в этом году он был назначен содиректором Центра одноэлектронной электроники и фонетики, центра, созданного в партнерстве между KIT и ETH Zurich.
Исследователи заявили, что одноатомный транзистор работает с использованием совершенно нового технического подхода, поскольку никакие полупроводники не используются, а транзистор выполнен полностью из металла, что, по их словам, допускает очень низкое электрическое напряжение и низкое энергопотребление.
Это продолжение исследований, сделанных Schimmel и другими для KIT, анонсированных как одноатомный транзистор на основе серебра в 2010 году.
Представление концепции из исследования Schimmel в 2010 году на одноатомном транзисторе с использованием атома серебра. Изображение используется любезно KIT
Атомно-уровневые транзисторы при комнатной температуре
Герхард Климех, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете Пердью, сказал, что потенциальным прорывом здесь станет тот факт, что исследователи смогли достичь этих результатов, не используя температуры подмораживания.
«Если это правда, они делают это при комнатной температуре, это огромное достижение», - сказал он.
В 2012 году Климек был частью международной команды исследователей, в том числе Пердью, Университетом Нового Южного Уэльса, Университетом Мельбурна и Сиднейским университетом, который разработал то, что тогда считалось самым маленьким в мире транзистором с использованием одного атома фосфора. В то время одноатомный транзистор должен был находиться в состоянии чрезмерного холода или эквивалента жидкого азота при минус 391 градусах Фаренгейта (минус 196 градусов Цельсия).
В то время самый продвинутый чип Intel, называемый Sandy Bridge, использовал производственный процесс, который разместил 2, 3 миллиарда транзисторов на расстоянии 32 нанометра. Единственный атом фосфора, однако, составлял всего 0, 1 нанометра в поперечнике.
Однако Климек поставил вопросы о том, сколько еще вычислительных средств вы могли бы сделать из-за того, как заряжаются одиночные атомы.
Скотт Данхэм, профессор электротехники в Вашингтонском университете, задал вопрос, действительно ли объявление действительно превысило работу, проделанную исследователями. Он утверждает, что вы можете получить коэффициент в 10 000, вам придется уменьшить напряжение в 100 раз.
«Нынешнее устройство далека от одноатомного», - сказал он. «Другое дело, что их время переключения составляет секунды, что довольно абсурдно».
Роб Эндерле, главный аналитик Enderle Group, говорит, что объявление может в конечном итоге привести к резким изменениям во всем: от датчиков до мэйнфреймов, но предупредил, что любые ощутимые обновления в этих продуктах остаются годами в будущем.
«Это доказательство концепции, которая обычно означает, что производство будет составлять как минимум пять, но более вероятно, 10 лет и более в продуктах, которые вы могли бы купить», - написал он в электронном письме.