Новый и более эффективный магнитоэлектрический транзистор - угроза господству кремниевых технологий

Магнитоэлектрический транзистор


Известно, что изготовленные из кремния транзисторы являются основными "кирпичиками", из которых строится вся современная электроника. Согласно известному закону Гордона Мура, количество транзисторов в современных процессорах должно удваиваться каждые два года. К сожалению, этот закон уже не соблюдается некоторое время даже с учетом постоянного значительного уменьшения размеров транзисторов. Упакуйте огромное количество пусть даже самых маленьких транзисторов на кристалл чипа, и сразу возникнет ряд серьезных проблем, связанных с потреблением энергии, количеством выделяющегося тепла и т.п.

Объединив усилия, исследователи из университета Буффало и университета Небраски-Линкольна спроектировали новый тип транзистора, изготовленного не из кремния и гораздо более эффективного, нежели его кремниевые аналоги. В традиционных транзисторах электрический потенциал на управляющем электроде, затворе, управляет током через канал транзистора. Но в новом типе транзистора вместо тока через канал используется вращение электронов.

Ключевым компонентом нового транзистора является слой графена, форма углерода, кристаллическая решетка которого имеет одноатомную толщину. Этот слой играет ключевую роль из-за одного уникального свойства графена, благодаря которому перемещающиеся в нем электроны способны сохранять направление своего вращения длительное время. Под слоем графена в структуре транзистора находится слой оксида хрома, выполняющий роль своего рода стабилизатора.

Когда на определенные элементы структуры транзистора подано положительное управляющее напряжение, вращение электронов в слое оксида хрома и графена выравнивается направо. Приложенное отрицательное напряжение вызывает обратный эффект - вращение электронов выравнивается в обратную сторону. Эти два состояния легко детектируются и их можно соотнести с 1 и 0 двоичного кода.

Сейчас исследователи проводят череду математических моделирований, результаты которых указывают на то, что параметры таких магнитоэлектрических транзисторов выходят далеко за пределы возможностей кремниевых транзисторов. Особенно большой эффект использование транзисторов нового типа окажет в области устройств хранения информации, за счет некоторых особенностей суммарное количество транзисторов в таких устройствах может сократиться на 75 процентов, что может привести к сокращению глобального потребления энергии цифровыми устройствами на 5 процентов. А весьма приятным бонусом является то, что магнитоэлектрические транзисторы способны запоминать и хранить свое состояние даже будучи в выключенном состоянии.

К сожалению, сейчас на свете существуют только лишь первые опытные образцы магнитоэлектрических транзисторов, и исследователям еще предстоит пройти длинный и сложный путь прежде, чем такие транзисторы доберутся до их массового использования в электронике.




Ключевые слова:
Магнитоэлектрический, Кремний, Графен, Транзистор, Вращение, Электрон

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Эффект "отрицательной емкости" сделает транзисторы более скоростными и эф ...
  • Созданные первые в своем роде транзисторы, полностью состоящие из углерода
  • Двухслойный графен - основа высокоскоростных туннельных транзисторов нового ...
  • Созданы миниатюрные плазменные транзисторы, способные работать в активной з ...
  • Новые 22 нм. 3D-транзисторы компании Intel обеспечат выполнение закона Горд ...




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.