Трехмерный транзистор

18.12.2012

Новый тип транзистора, разработанный в Университете Пердью и Гарвардском университете, обещает в течение десятилетия решить проблему дальнейшей миниатюризации электроники. Исследователи создали транзистор из трех крошечных нанопроводов, сделанных не из кремния, как обычные транзисторы, а из индий-галлий-арсенида. Три нанопровода создают коническую фигуру, напоминающую елку, и этого "новогоднего подарка" производители электроники ждут уже давно.

Новейшее поколение кремниевых чипов, появившееся в этом году, содержит транзисторы с вертикальной 3D-структурой вместо обычного плоского дизайна. Однако кремний обеспечивает ограниченную подвижность электронов и для дальнейшего прогресса необходимы материалы, которые позволят потокам электронов двигаться быстрее. Это в разы повысит быстродействие и энергоэффективность компьютеров.

Индий-галлий-арсенид является одним из нескольких перспективных полупроводников, которые могли бы заменить кремний. Такие материалы называются полупроводники-III-V, поскольку они сочетают в себе элементы третьей и пятой групп периодической таблицы.

Транзисторы имеют важную деталь под названием ворота, которая позволяет транзисторам включаться и выключаться, управляя электрическим током. Чем меньше ворота, тем быстрее транзистор и, соответственно, компьютер. Современные транзисторы имеют ворота длиной около 22 нанометров. Инженеры работают над созданием транзисторов с воротами длиной 14 нанометра: ожидается, что они будут готовы к 2015 году, а 10-нм - к 2018 году.

К сожалению, расчеты показывают, что размеры менее 10 нм на кремниевой основе недостижим и для электроники будущего придется искать новые материалы для проводников и диэлектриков. Нанопровода в новом типе транзистора покрыты различными типами композитных изоляторов: 4-нм слоем алюмината лантана с ультратонким 0,5-нм слоем оксида алюминия. Новый сверхтонкий диэлектрик позволил ученым создать транзистор на основе индий-галлий-арсенида, который потенциально может перейти важный рубеж в 10 нм. Пока прототип нового транзистора имеет 20-нм ворота, что само по себе превосходит современные технологии. Новый транзистор работает в 2,5 раза быстрее кремниевых и питается низким напряжением - всего 0,5 В.

<< Назад: Робот обманывает робота 18.12.2012

>> Вперед: Жидкий металл помнит исходную форму 17.12.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Случайная новость из Архива Высокотехнологичная борьба с пищевыми отходами 06.06.2025 Каждый год во всем мире миллионы тонн съедобной пищи оказываются на свалках. Эта проблема не только экологическая, но и социальная - ведь продукты, которые можно было бы направить на помощь нуждающимся, теряются из-за неэффективной логистики и устаревших подходов к производству. В Великобритании решили попробовать инновационный путь решения этой задачи, сделав ставку на искусственный интеллект. Результаты уже впечатляют: благодаря новым технологиям стало возможным сохранять сотни тонн еды, ранее считавшейся избыточной. Пилотный проект, направленный на минимизацию пищевых потерь при помощи ИИ, был запущен в Великобритании с участием компании Nestlé и ряда других производителей. В его основу легла разработка стартапа Zest - программный инструмент, способный в режиме реального времени отслеживать, анализировать и управлять излишками продукции еще на этапе ее изготовления. На одном из заводов Nestle уже через две недели после начала эксперимента объемы пригодных к употреблению отходов удалось сократить почти на 90 процентов. Интеллектуальная система не просто "отбирает" еду, пригодную для употребления, но и делает это по тем критериям, которые раньше казались неприменимыми в производстве. Основательница Zest Алина Сартого объясняет, что речь идет о продуктах, которые технически съедобны, но нецелесообразны для коммерческой продажи. Это, например, деформированные батончики KitKat или продукты с минимальным оставшимся сроком хранения. Благодаря искусственному интеллекту теперь можно более точно управлять их распределением и использованием. Согласно расчетам, успешная реализация проекта позволит сэкономить до 14 миллионов фунтов стерлингов в год на операционных расходах и сократить выбросы углекислого газа на 1400 тонн. В условиях климатического кризиса такие цифры играют важную роль. Ежегодно в одной только Великобритании на свалках оказывается около 4,6 миллиона тонн пригодной для потребления еды - эквивалент почти 10 миллиардов порций, которые могли бы накормить нуждающихся или пойти в повторную переработку. Значимость и перспективность проекта подтверждаются и на уровне государственной поддержки. Второй этап программы получил финансирование от правительственной инициативы Innovate UK - BridgeAI, в рамках которой был выделен грант в размере 1,9 миллиона фунтов стерлингов. Директор по искусственному интеллекту и цифровой экономике Innovate UK Эсра Касапоглу подчеркивает, что новая технология способна изменить саму структуру пищевых поставок, сделав ее более устойчивой, экологичной и экономичной. В тестировании также принимают участие такие организации, как Sustainable Ventures, FuturePlus, Bristol Superlight, Howard Tenens Logistics, а также благотворительный фонд FareShare, обеспечивающий едой свыше восьми тысяч общественных инициатив по всей стране. С технологической стороны проект поддерживают облачные решения Google, включая BigQuery и Vertex AI, что открывает перспективы масштабирования на международном уровне. В случае успешного завершения испытаний программное обеспечение Zest будет доступно по подписной модели уже к марту следующего года. Это позволит внедрить технологию в пищевую промышленность не только Британии, но и других стран. Новый подход показывает, что ИИ может служить не только высоким технологиям, но и самым базовым человеческим потребностям - сохранению ресурсов, борьбе с голодом и улучшению качества жизни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026