Şimdiye kadar yaratılmış en küçük transistörler: bunlar elektroniği 2 nanometrenin ötesine küçültmek için çözümler

Transistörlerin boyutunu küçültmek giderek daha zor hale geliyor. Samsung veya TSMC gibi üreticiler 3 nanometre çip üretme yolundalar, ancak kuantum fenomenleri bu boyutlarda çok alakalı. Sınır nerede? Gelecek belirsiz ve tüm gözler mevcut mikro elektroniğin evrimi olarak kuantum hesaplamaya işaret ediyor, ancak gelişimi tanımlı olmaktan çok uzak ve şimdiden nanometreye yaklaşıyoruz.

TSMC’nin CEO’su Liu Deyin, nanometre transistörlerin uygulanabilir olduğunu söylüyor. Sebepsiz değil, çünkü laboratuvarda olsa bile, araştırmacılar zaten bu seviyede transistörler üretmeyi başardılar. Henüz büyük ölçekte uygulanabilir çözümler olmadan, bunlar şimdiye kadar yaratılmış en küçük transistörlerdir ve mikroelektroniğin geleceğini öngörürler. Atom boyutlu transistörlerden diğer malzemelere dayalı transistörlere silikonun ötesinde.

1 nanometre

2016 yılında, Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndaki bir ekip, çalışan ilk nanometre transistörünü yarattı. Projeden sorumlu malzeme araştırmacısı Ali Javey, “Doğru malzemeleri seçerek elektronik bileşenlerimizi küçültmek için çok daha fazla alan var” dedi.

Araştırma Science dergisinde yayınlandı ve anahtar, karbon nanotüpler ve molibden disülfür (MoS2). Hem silikon hem de MoS2 kristal bir yapıya sahiptir, ancak silikondan akan elektronlar nispeten daha küçük bir etkin kütleye sahiptir, bu da nanometre aralığında meydana gelen kuantum tünellemeyle savaşmayı daha karmaşık hale getirir. Bu malzemeyle yapılan çalışmalar, esas olarak grafenin tamamlayıcısı olarak devam etti.

bir atomun

Transistör minyatürleştirme konusundaki öncü çalışmalardan biri 2012 yılında Nature dergisinde yayınlandı, ancak 2004’ten beri “açık” ve “kapalı” durumu kontrol etmek için bir mantık kapısı inşa etmenin mümkün olduğu biliniyordu. Intel hala 32 nanometre transistörler üzerinde çalışırken, Melbourne Üniversitesi, Purdue ve Yeni Güney Galler’den uluslararası bir bilim adamları ekibi, yaklaşık 0.1 nanometre olan tek bir atomdan bir transistör yapmayı başardı.

“Bundan daha küçük yapamayız. Benim için bu Moore Yasasının fiziksel sınırıdır.«, projenin araştırmacısı Gerhard Klimeck açıkladı. Tek atomlu transistörde, taramalı tünelleme mikroskopisi ve hidrojene dirençli litografi birleştirildi. Tek atomlu transistörler daha önce gözlemlenmiş olmasına rağmen, bu ilk kez onları da kontrol edilebilir hale getirmek mümkün oldu.

bir moleküle dayalı

Resim: ‘ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı’

Nature Physics’te, 2015 yılında tek bir ftalosiyanin molekülüne dayalı olarak hareket halindeki bir transistörün gösterimi yayınlandı. Bu transistör, iletkenliğin tünelleme ile kontrol edilmesini sağlayan bir kapı terminali içeriyordu. Bu çalışmada kapı voltajını kontrol etmek yerine elektriği modüle etmek için başka bir etki kontrol edildi.

Bilim adamları bu transistörü aşırı koşullar altında yarattılar, neredeyse toplam vakumda ve mutlak sıfıra çok yakın bir sıcaklıkta.

Moleküler transistörün oda sıcaklığında çoğaltılması

Birkaç yıl sonra, 2017’de Columbia Üniversitesi’ndeki bilim adamları, oda sıcaklığında moleküler bir transistör oluşturmayı başardılar. Nature Nanotechnology dergisinde, elektrik tepkisini izlemeyi mümkün kılan altın elektrotlara bağlı 14 atomdan oluşan merkezi bir çekirdek etrafında geometrik olarak düzenlenmiş bir atom grubunu tanımlıyorlar.

Bu yayının önemi, diğer transistörlerin işlevsel oldukları kanıtlanmış olsa da, yeniden üretilmeleri o kadar kolay değildi.. Bu vesileyle, Latha Venkataraman tarafından tarif edildiği gibi, avantaj, bu özelliklere sahip bir transistörün daha yüksek bir sıcaklıkta ve tekrarlanabilir şekilde inşa edilebilmesidir.

Tellür atomlarının çözümü

ABD Ordusu tarafından finanse edilen 2020’de dünyanın en küçük transistörünü yarattıklarını iddia ettiler, nadir bir toprak minerali sayesinde: tellür. Tek boyutlu bir DNA sarmalı gibi şekillendirilen ve bir bor nitrür nanotüp içinde kapsüllenen malzeme, yaklaşık iki nanometrelik etkili bir boyuta sahip bir alan etkili transistör görevi görebilir.

Silikon atomları düz görünürken, tellür atomlarının bir nanotüplerin daha kolay oturmasını sağlayacak sarmal şekil ve böylece daha küçük transistörlerin yapılmasına yardımcı olur.

Ordu Araştırma Ofisi program yöneticisi Joe Qiu, “bu teknolojinin Ordu için önemli uygulamaları olacağını belirtti. Bu araştırma, çok düşük güç tüketimi ile daha hızlı bilgi işlem gerçekleştirebilecek umut verici bir malzeme hakkında daha fazlasını ortaya koyuyor.”

sıvı transistör

1960’larda, sıvı hesaplama, bir miktar çekiş yaratmaya gelen bir alternatifti. Ancak geleneksel transistörler lehine atıldı. 2017 yılında, Carmel Majidi ve James Wissman, ilk sıvı transistörü gösterdiler. iki damla sıvı metal arasındaki bağlantıyı açıp kapatın Voltaj dalgalanmalarına bağlı olarak.

Araştırma büyük heyecan yarattı, çünkü şekil değiştirebilen, işlevi değiştirebilen ve hatta kendilerini yeniden yapılandırabilen transistörlere kapı açtı.

Boyut Sıfır: Fotonik Transistör

Transistörlerdeki en son buluş IBM tarafından sunulmaktadır. Optik devreler bir sonraki büyük şey olmayı vaat ediyor ve ucuz ve üretimi kolay bir optik çip henüz görülmese de, bunlar tek foton transistörleri Science gibi yayınlarda açıklandığı gibi bunlar bir olasılıktır.

IBM, 2019’da ilk optik transistörü üretti hangi oda sıcaklığında çalıştı. Asıl sorun, görünür ışığı emmek ve bunu çözmek için bir ızgara sistemi öneriyorlar; ışık kayıplarını önlemek için fotonlar için bir kılavuz. Son çalışmalara göre, sistem bir milimetrelik ışık yolunda sadece %13’lük bir kayıp elde etti. Arkasında büyük mikro elektronik şirketlerinden birine sahip yeni bir transistör alanı.

{«videoId»:»x7zzd4v»,»autoplay»:true,»title»:»Yeni Mac ARM dönemi Neden bir HABER ve değişikliklerin nasıl görüneceği»}

Xataka’da | Nanometreler için savaş: işlemci üreticilerinin karşılaştığı kilometre taşları ve engeller (Clear the X, 1×44)

– Haberler Şimdiye kadar yaratılmış en küçük transistörler: bunlar elektroniği 2 nanometrenin ötesine küçültmek için çözümler aslen yayınlandı Xataka Enrique Perez’in fotoğrafı.

Orijinal kaynağı kontrol edin

Bunu severim:

Severim Yükleniyor…