Raziskovalci razvijajo nov tranzistorski koncept

Anonim

Tranzistorji, ki se uporabljajo v milijardah na vsakem računalniškem čipu, danes temeljijo na polprevodniških materialih, običajno silicij. Ker zahteve za računalniške čipe v prenosnih računalnikih, tablični računalniki in pametni telefoni še naprej naraščajo, se nove možnosti iščejo, da bi jih izdelale poceni, varčevale in fleksibilno.

Raziskovalna skupina Univerze v Hamburgu, ki jo vodi dr. Christian Klinke, je zdaj uspela izdelati tranzistorje na podlagi popolnoma drugačnega načela. Uporabljajo kovinske nanodelce, ki so tako majhne, ​​da ne morejo več pokazati svojega kovinskega značaja pod trenutnim tokom, ampak kažejo energetsko režo, ki jo povzroča kulonsko odbijanje elektronov med seboj. Preko krmilne napetosti se ta reža močno premakne, tako da se lahko tok vklopi in izklopi po želji. V nasprotju s prejšnjimi podobnimi pristopi nanodelci niso deponirani kot posamezne strukture, zaradi česar je proizvodnja zelo zapletena in lastnosti ustreznih komponent nezanesljive, ampak se namesto tega odlagajo kot tanke plasti z višino le ene nanodelce. Z uporabo te metode se električne značilnosti naprav postanejo prilagodljive in skoraj enake.

Ti Coulombovi tranzistorji imajo tri glavne prednosti, ki jih naredijo zanimive za komercialne aplikacije: sinteza kovinskih nanodelcev s koloidno kemijo je zelo dobro nadzorovana in prilagodljiva. Zagotavlja zelo majhne nanokristale, ki jih je mogoče shraniti v topilih in jih je enostavno obdelati. Metoda nanosa Langmuir-Blodgett zagotavlja visokokakovostne monolaminirane filme in se lahko izvaja tudi v industrijskem obsegu. Zato ta pristop omogoča uporabo standardnih litografskih metod za načrtovanje komponent in integracijo v električna vezja, zaradi česar so naprave poceni, prilagodljive in združljive z industrijo. Nastali tranzistorji kažejo preklopno obnašanje več kot 90% in delujejo do sobne temperature. Posledično so v prihodnosti možni poceni tranzistorji in računalniški čipi z manjšo porabo energije.

Rezultati raziskav so zdaj objavljeni v znanstveni reviji Science Advances.

"Zanimivo je, da kovinski delci zaradi svoje majhnosti podedujejo polprevodniške lastnosti. Seveda pa je še vedno veliko raziskav, vendar naše delo kaže, da obstajajo alternative za tradicionalne koncepte tranzistorjev, ki se lahko uporabljajo v prihodnost na različnih področjih uporabe ", pravi Christian Klinke. "Naprave, razvite v naši skupini, ne moremo uporabljati le kot tranzistorji, temveč so tudi zelo zanimive kot kemični senzorji, saj se vmesne površine med nanodelci, ki delujejo kot ti tunelske pregrade, zelo občutijo na kemične nanoteje."

menu
menu