Atomin ohut transistori puolittaa muutosjännitteen

17.12.2020

Buffalo-atomin-ohut-transistori-300-t.jpgBuffalon yliopiston tutkijat raportoivat uudesta grafeenista ja molybdeenidisulfidiyhdisteestä valmistetusta transistorista, joka voisi auttaa aloittamaan uuden aikakauden laskennassa.

Uudenlainen transistori vaatii toimiakseen vain puolet nykyisten puolijohteiden ominaismuutosjännitteestä. Sen virtatiheys on myös suurempi kuin vastaavilla kehitteillä olevilla transistoreilla.

Tämä kyky ohjautua pienemmällä jännitteellä ja käsitellä enemmän virtaa on avain uusien suorituskykyä vaativien nanoelektroniikkalaitteiden, mukaan lukien kvanttitietokoneiden, kysynnän tyydyttämiseen.

"Uusia tekniikoita tarvitaan sähköisten järjestelmien suorituskyvyn parantamiseksi tehon, nopeuden ja tiheyden suhteen. Tämä seuraavan sukupolven transistori voi nopeasti vaihtokytkeä kuluttaen siihen vähän energiaa", kertoo johtava kirjoittaja, Huamin Li, UB:n insinööritieteiden korkeakoulusta (SEAS).

Transistorin aktiiviosat koostuvat yhdestä grafeenikerroksesta ja yhdestä molybdeenidisulfidikerroksesta (MoS2), joka on osa siirtymämetallikalkogenideina tunnettujen yhdisteiden ryhmää. Transisorirakenteen kokonaispaksuus on noin 1 nanometri.

Kun useimmat transistorit vaativat 60 millivolttia dekadin muutokseen virrassa, tämä uusi laite operoi 29 millivoltin muutoksella. Se pystyy tekemään tämän, koska grafeenin ainutlaatuiset fysikaaliset ominaisuudet pitävät elektronit "kylminä", kun niitä injektoidaan grafeenista MoS2-kanavaan. Tätä prosessia kutsutaan Dirac-lähde-injektioksi. Elektroneja pidetään "kylminä", koska ne tarvitsevat silloin paljon vähemmän jänniteohjausta ja siten pienempää virrankulutusta transistorin operointiin.

Vielä tärkeämpi transistorin ominaisuus, Li sanoo, on sen kyky käsitellä suurempaa virrantiheyttä verrattuna perinteisiin 2D- tai 3D-kanavamateriaaleihin perustuviin transistoritekniikoihin. Virtaa transistori pystyy käsittelemään 4 mikroampeeria mikrometriä kohti.

"Transistori havainnollistaa valtavia potentiaalisia 2D-puolijohteita ja niiden kykyä tuoda esiin energiatehokkaita nanoelektroniikkalaitteita. Tämä voi viime kädessä johtaa kvanttitutkimuksen ja -kehityksen edistymiseen ja auttaa laajentamaan Mooren lakia", kertoo PhD Fei Yao.

Aiheesta aiemmin:

Pientä ja suurta transistoritekniikkaa

Erittäin ohuita transistoreita

Grafeeni lähemmäksi transistorisovelluksia

04.03.2021Vetyä ja ammoniakkia
03.03.2021Kierteinen valo vapauttaa tiedonsiirtoa
02.03.2021Kvanttiprosessori puolijohdetekniikalla
01.03.2021Analogialaskentaa verkon reunalle
26.02.2021Kaksi kubittia ja kvanttifysiikka uusiksi
25.02.2021Nanolangasta suprajohtava transistori
24.02.2021Suunnitelma vikasietoisille kubiteille
23.02.2021Kaksiulotteiset uusiin ulottuvuuksiin
22.02.2021Nopea vaihto puolijohde- ja metallitilojen välillä
19.02.2021Magneettien manipulointia atomien tasolla

Siirry arkistoon »