Półprzewodnikowe nanodruty jako podwaliny pod ultraszybkie tranzystory
Podstawą każdego procesora są tranzystory, czyli niewidoczne gołym okiem, nanometrowe elementy składowe układów, które idą już nie w miliony, a całe dziesiątki w przypadku najnowszych procesorów. Łatwo więc wyobrazić sobie, że to właśnie tranzystory (obecnie stosuje się FinFET) są bezpośrednio odpowiedzialne za możliwości danego procesora i dlatego tak ważne jest osiągnięcie wspomnianych naukowców.
Czytaj też: Tak wydajny zegar atomowy to rzadkość. Naukowcy mają pomysł na jego wykorzystanie
Ci wykazali, że ruchliwość elektronów (istotna miara samej wydajności tranzystorów) w nanodrutach znacznie wzrasta, gdy są one poddawane siłom rozciągającym. Przekłada się to na znaczącą poprawę wydajności, sprawności termicznej i energetycznej, czyli tak naprawdę najważniejszych cech, które mogą wnieść procesory na zupełnie nowy poziom wydajności.
Same badania oparto o doskonale znane materiały na półprzewodnikowym poletku, wśród których wyróżnił się arsenek galu. Ten związek jest już szeroko stosowany w produkcji przemysłowej i znany jest z wysokiej wewnętrznej ruchliwości elektronów i stał się właśnie podstawą do nowych struktur nanodrutów. Te wykorzystano (jak czytamy w publikacji w dzienniku Nature) do stworzenia tranzystorów, które są odporne na poziomie struktury atomowej na ogromne naprężenia. Te siły są kluczowe do zapewnienia tym tranzystorom wyjątkowości.
Czytaj też: To już trzecia osoba wyleczona z HIV. W międzyczasie lekarze ulepszyli metodę leczenia
Wpływamy na efektywną masę elektronów w rdzeniu. Elektrony stają się lżejsze, co czyni je bardziej mobilnymi. Wiedzieliśmy, że elektrony w jądrze powinny być jeszcze bardziej mobilne w strukturze kryształu poddanej naprężeniom– wyjaśnia dr Emmanouil Dimakis, naukowiec biorący udział w badaniach.
Wysiłki naukowców ciągle trwają, a ich obecne osiągnięcie sprowadza się do nanodrutow z arsenku galu, które wzbogacono powłoką z arsenku glinu indowego. Z kolei ta przez inny układ atomów, nakłada na nanodruty elastyczne naprężenia, poprawiając mobilność elektronów o co najmniej 30%. Teraz przed naukowcami stoi wyzwanie stworzenia działających prototypów, ale poza tym zamierzają też zoptymalizować rozmiary nanodrutów, ich nachylenie oraz domieszkowanie w dążeniu do 50% poprawy mobilności elektronów.
