Teadlased töötavad välja uue transistori kontseptsiooni

The Internet of Things by James Whittaker of Microsoft (Juuni 2019).

Anonim

Tänapäeval on arvutis kasutatavates mikrosüsteemides miljardites kasutatavad transistorid tänapäeval põhinevad pooljuhttüüpi materjalidel, tavaliselt ränist. Kuna sülearvutite, tahvelarvutite ja nutitelefonide arvutikiipide nõudmised kasvavad jätkuvalt, otsitakse uusi võimalusi, et neid odavalt, energiasäästlikult ja paindlikult valmistada.

Dr Christian Clinke juhitud Hamburgi ülikooli uurimisgrupp on nüüd suutnud toota transistore, mis põhineb täiesti teisel põhimõttel. Nad kasutavad metalli nanoosakesi, mis on nii väikesed, et nad enam ei näita oma metalli iseloomu praeguse voolu all, kuid omavad energiapuudust, mis on põhjustatud elektronide kuldmõõdetest. Reguleeriva pinge abil saab seda tühimikku energiasti nihkuda ja seega saab voolu soovitud viisil sisse ja välja lülitada. Vastupidiselt varasematele sarnastele lähenemisviisidele ei eraldata nanoosakesi üksikute struktuuridena, muutes tootmise väga keerukaks ja vastavate komponentide omadused ebausaldusväärsed, vaid hoitakse selle asemel õhukesed kiled, mille kõrgus on ainult üks nanoosakeste kiht. Selle meetodi abil saab seadmete elektrilised omadused muutuda reguleeritavaks ja peaaegu identseks.

Neil Coulomi transistoridel on kolm peamist eelist, mis muudavad need huvitavaks kommertsrakendustes: metalli nanoosakeste süntees kolloidse keemia abil on väga hästi kontrollitav ja skaleeritav. See tagab väga väikesed nanokristallid, mida saab lahustites säilitada ja neid on lihtne töödelda. Langmuir-Blodgetti sadestusmeetod annab kvaliteetseid monokihilisi filme ja neid saab rakendada ka tööstuslikus ulatuses. Seetõttu võimaldab selline lähenemine kasutada standardsete litograafiliste meetodite kasutamist komponentide kujundamiseks ja integreerimiseks elektrilistesse ahelatesse, mis muudab seadmed odavaks, paindlikuks ja tööstuslikuks ühilduvuseks. Tekkivad transistorid näitavad üle 90-protsendilist lülituskäitumist ja toimivad kuni toatemperatuurini. Selle tulemusena on odavad transistorid ja väiksema elektritarbega arvestid tulevikus võimalikud.

Uurimistulemused on nüüd avaldatud teaduslikus ajakirjas Science Advances.

"Teaduslikult huvitav on see, et nende osakesed pärinevad pooljuhtasarnastel omadustel väikeste mõõtmete tõttu. Loomulikult on veel palju uuringuid teha, kuid meie töö näitab, et traditsiooniliste transistoride kontseptsioonide alternatiive on võimalik kasutada tulevik mitmesugustes rakendusvaldkondades, "ütleb Christian Klinke. "Meie grupis välja töötatud seadmeid ei saa kasutada ainult transistoridena, kuid need on ka väga huvitavad keemiliste anduritena, sest nanoosakeste vahelised vahelehised, mis toimivad niinimetatud tunneli tõkkedena, reageerivad keemilistele ainetele väga tundlikule."

menu
menu