Использование углеродных нанотрубок позволило создать самый маленький в мире транзистор

Структура нанотрубочного транзистора


Поскольку полупроводниковая отрасль уже практически добралась до наноразмерного уровня, с каждым годом становится все тяжелей и тяжелей соблюдать известный всем закон Гордона Мура, согласно которому количество транзисторов на чипах процессоров и их вычислительная мощность должны удваиваться каждые два года. И недавно специалисты компании IBM нашли еще один путь, благодаря которому закон Мура сможет продолжать действовать еще некоторое время. Используя углеродные нанотрубки, состоящие из одного из самых тонких материалов в природе, ученые IBM создали транзисторы с самыми маленькими на сегодняшний день размерами их элементов. Но при этом, новые транзисторы существенно выигрывают у кремниевых аналогов по скорости их работы.

Следует отметить, что ученые уже достаточно давно экспериментируют с транзисторами на углеродных нанотрубках, крошечных трубках, диаметром около 1 нанометра, стенки которых состоят из атомов углерода и имеют толщину в один атом. Однако ученые постоянно сталкиваются с массой трудностей технического и технологического плана. Эти трудности заставляют исследователей идти на компромиссы, некоторые из которых определяют, что для обеспечения высокой скорости и эффективности работы, размеры нанотрубочных транзисторов должны быть больше размеров традиционных кремниевых транзисторов, которые составляют сейчас порядка 100 нанометров.

Для уменьшения размеров транзистора ученые IBM использовали новую технологию, позволившую им установить на основании электроды, размером в 10 нанометров, подающие или отводящие электрический ток от углеродной нанотрубки. Эти электроды изготовлены из молибдена, материала, который хорошо сочетается и контактирует с углеродом на концах нанотрубок. А добавка кобальта к материалу электродов позволила проводить технологический процесс при более низкой температуре.

Но для того, чтобы транзистор можно было использовать в практических целях, он должен иметь возможность проводить больший электрический ток, нежели может провести через себя одна углеродная нанотрубка. Ученым удалось "уложить" параллельно несколько нанотрубок, длина которых равнялась всего 7 нанометрам и надежно соединить их концы с молибденово-кобальтовыми электродами.

В результате всего перечисленного выше полный размер структуры нанотрубочного транзистора составил всего 40 нанометров. Так как первые такие транзисторы являются лишь опытными образцами, приводить их точные характеристики не имеет никакого смысла, стоит упомянуть лишь, что новые транзисторы имеет более высокую скорость работы и эффективность, нежели ближайшие кремниевые аналоги.

В ближайшем времени специалисты компании IBM планируют заняться изготовление нанотрубочных транзисторов, в которых будут использованы нанотрубки, длиной в 5 нанометров. И такие транзисторы, за счет меньшей длины канала, смогут работать еще на более высоких скоростях, потребляя меньше энергии, чем требуется транзисторам с 7-нм нанотрубками.




Ключевые слова:
Углерод, Нанотрубки, Электрод, Размер, Канал, Скорость, Эффективность, Транзистор

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданные первые в своем роде транзисторы, полностью состоящие из углерода
  • Использование углеродных нанотрубок в транзисторах позволило преодолеть при ...
  • Создан самый маленький транзистор на сегодняшний день
  • Созданы первые транзисторы из углеродных нанотрубок, параметры которых прев ...
  • Компания IBM готовится к началу выпуска процессоров c транзисторами на угле ...




  • 24 июля 2017 00:29
    #1 Написал: Nitramin

    Публикаций: 0
    Комментариев: 91
    Уже все мозги затрахали этим законом Мура. Нет никакого закона. Частный случай, ограниченный физическими ограничениями.
    На самом деле везде и всегда действует более сложная зависимость, что уже давно подтверждает полупроводниковая промышленность.
        
    24 июля 2017 03:50
    #2 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 39
    в самом деле, а что будет значить, если так называемый закон Мура не выполнится в один прекрасный момент?
        
    25 июля 2017 02:34
    #3 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 292
    Nitramin,
    Цитата: Nitramin
    Уже все мозги затрахали этим законом Мура. Нет никакого закона

    Абсолютно согласен! Законы Ньютона, например, всегда выполняются (в нашей вселенной, по крайней мере), а закон Мура? 30-50 лет и всё? Это не закон, это логическое предположение технического прогресса на ближайшее время.
        
    25 июля 2017 22:05
    #4 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 238
    Будущее за квантовыми процессорами. При всех сложностях они позволят на несколько порядков увеличить скорости и сократить энергопотребление. А совершенствование на десятки процентов характеристики кремниевых и углеродных процессоров - тупиковый путь изначально! Кроме того изготовление нанотрубок в промышленных масштабах стоит недешево, а использование Молибдена и Кобальта сделает эти процессоры реально золотыми...
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.