Węglowy tranzystor

Czas krzemowych układów elektronicznych dobiega końca. Na szczęście już wiadomo, czym i jak je zastąpić.

Naukowcy od lat poszukiwali alternatywy dla stosowanych dziś układów elektronicznych. Było wiadomo od dawna, że czas tranzystorów krzemowych dobiega końca. Miniaturyzacja układów zbliża się nieuchronnie do granic wyznaczonych przez prawa fizyki.

Nanotechnika w akcji 

Troje ludzi – Zhenan Bao, Hong Meng i Hendrik Schon – dokonało rewolucji w przemyśle półprzewodnikowym. Stworzyli oni organiczne tranzystory o szerokości kanałów odpowiadającej wielkości pojedynczych molekuł – od jednego do dwóch nanometrów. To o cały rząd wielkości mniej niż najlepsze wyniki osiągnięte przy zastosowaniu najbardziej nawet zaawansowanych technik litograficznych, stosowanych dziś do produkcji procesorów. Wielkość pionierskiego układu stanowi jedną milionową ziarnka piasku.

Szerokość kanału tranzystora – czyli odległość między elektrodami – decyduje o szybkości zmiany polaryzacji sygnału. Materiałem konstrukcyjnym są tiole – substancje organiczne oparte na węglu i siarce. „Tiole zachowują się bardzo dobrze zarówno jako wzmacniacze, jak i jako przełączniki” – wyjaśnia wybór surowca Hendrik Schon.

Kawałek procesora już jest 

Naukowcy z Bell Labs nie ograniczyli się do stworzenia pojedynczego tranzystora, lecz skonstruowali bramkę logiczną – inwerter (standardowy układ elektroniczny stosowany w komputerowych chipach, zmieniający „0” na „1” i odwrotnie).

Głównym problemem przy konstrukcji „węglowych” tranzystorów jest budowa mikroskopijnych elektrod i podłączenie do nich wyprowadzeń elektrycznych. Zespół rozwiązał ten problem, konstruując elektrody dzielone przez wiele tranzystorów. Opracowana technologia jest relatywnie łatwa do zastosowania w przemyśle i niedroga.

Kuźnia przyszłości

To, że rewolucja nastąpiła w Bell Labs, nie powinno nikogo dziwić. Tam właśnie William Shockley, John Bardeen i Walter Brattain wynaleźli w 1947 roku tranzystor.

Należące do Lucent Technologies Bell Labs zatrudnia 16 tysięcy naukowców i ma oddziały w 16 krajach. Efektem prowadzonych tam badań jest przeszło 25 tysięcy patentów, uzyskanych od 1925 roku, oraz sześć Nagród Nobla.

Przełom dokonany w Bell Labs otwiera drogę do budowy układów elektronicznych niezwykle szybkich, a przy tym tanich, bo opartych na węglu. Skonstruowane z tiolu mikroprocesory będą mogły zawierać tysiące razy więcej tranzystorów niż Pentium 4 czy Athlon, a przy tym zachowają wielkość stosowanych dziś popularnych chipów.

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.