rekordowe tranzystory, tranzystory

Opracowano rekordowe tranzystory 0,34-nanometrowe, które mogą być granicą. Grubość ich bramek odpowiada atomom węgla

Tranzystory krzemowe zbliżają się każdego roku do punktu, w którym technologiczny postęp może wyhamować. Ich zmniejszanie, to teoretycznie najłatwiejszy i najszybszy sposób na zwiększenie ich wydajności obliczeniowej oraz energetycznej, jako że same architektury są zwykle dziełem ekskluzywnym dla jednego producenta, a ich opracowanie jest niewspółmiernie trudne. Problem w tym, że tranzystory krzemowe staną z czasem pod ścianą, a zmniejszenie długości ich bramek będzie niemożliwe. Dziś mamy dla Was dzieło naukowców z Chin, którzy stworzyli tranzystor o rekordowej długości bramki wynoszącej zaledwie jedną trzecią nanometra.

Naukowcy stworzyli 0,34-nanometrowe, czyli rekordowe tranzystory, których pobicie może być niewykonalne

Długość bramek tranzystorów, to odległość, jaką musi pokonać w nich prąd. Wspomniana odległość rzędu 1/3 nanometra, to praktycznie grubość pojedynczej warstwy atomów węgla. Wspomniane bramki odpowiadają za kontrolowanie przepływu prądu od źródła do drenu i w praktyce po prostu włączają się i wyłączają w odpowiedzi na przyłożone napięcie. Sama w sobie długość bramki jest kluczowym wyznacznikiem wielkości tranzystora i już poniżej około 5 nanometrów krzem nie jest w stanie kontrolować przepływu elektronów ze źródeł do drenów ze względu na efekt kwantowo-mechaniczny, znany jako tunelowanie.

Czytaj też: Gdzie jest moja paczka? Dzięki Tive można śledzić jej drogę w czasie rzeczywistym

Sama praca nad dwuwymiarowymi materiałami stosowanymi do elektroniki następnej generacji trwa już od lat. W 2016 roku powstał tranzystor z bramkami o długości zaledwie 1 nm, którego to budowały nanorurki węglowe i dwusiarczek molibdenu, a w bieżącym ledwie 0,34-nm z grafenem i dwusiarczku molibdenu. To ponoć poziom, którego wedle naukowców „trudno będzie pobić” przez dłuższy czas, ale część z nich twierdzi, że wykonanie bramki o długości poniżej 0,34 nm jest wręcz niemożliwe i ten poziom, to „ostatni węzeł dla prawa Moore’a”. Nic dziwnego – mowa przecież o grubości pojedynczej warstwy atomów węgla.

Czytaj też: Psyche to planetoida o niebotycznej wartości. NASA wykonała kluczowy krok w stronę jej odwiedzenia

W praktyce ten tranzystor składa się z dwóch poziomów. Na wyższym znajduje się źródło tranzystora, a na niższym dren z metalowych styków tytanowo-palladowych. Łączy je pionowa ściana, czyli warstwa dwusiarczku molibdenu i izolatora (dwutlenku hafnu), a oba poziomy znajdują się na podłożu z dwutlenku krzemu. Wyższy poziom składa się z pojedynczej warstwy atomów węgla i aluminiowego bloku pokrytego tlenkiem glinu i łączy grafen i dwusiarczek molibdenu na poziomie małej szczeliny (widać ją na grafice powyżej).

Czytaj też: Prawdziwie high-endowy laptopowy procesor Intel Core i9-12900HX w Geekbench

Gdy bramka jest ustawiona w stanie włączonym, czyli kiedy przepływa przez nią prąd, jej szerokość wynosi zaledwie 0,34 nanometra, czyli tyle samo, ile szerokość warstwy grafenu. Wiemy, że w przyszłości badacze planują stworzyć obwody na większą skalę z wykorzystaniem swoich nowych tranzystorów, bo ich następnym celem jest stworzenie 1-bitowego procesora.