Назад — к вакуумным лампам?

Ученые из университета Питтсбурга предлагают вернуться к вакуумным устройствам для преодоления ряда проблем, внутренне присущих кремниевой полупроводниковой электронике.

Так, пределом быстродействия транзисторов является время, за которое электрон проходит расстояние от одного устройства до другого. Распространение электронов в полупроводниковом устройстве можно сравнить с ездой по ухабистой дороге: постоянные столкновения не позволяют развить высокую скорость.

Наилучший способ избежать этих столкновений и заторов — говорит возглавляющий проект профессор Хонг Ку Ким (Hong Koo Kim) — не использовать промежуточной среды вообще.

Вакуумная электроника в традиционном виде требует высокого напряжения и не подходит для многих приложений. Поэтому, ученым пришлось полностью переосмыслить структуру вакуумных устройств. Они установили, что кулоновское отталкивание в двумерном электронном газе, на поверхности раздела проводника с металлом или оксидом, облегчает эмиссию свободных электронов. Таким образом, прилагая небольшую разность потенциалов, исследователи извлекали электроны из полупроводника в воздух, где те распространялись баллистически, по нанометровым каналам, не испытывая столкновений и рассеивания.

«Механизм эмиссии электронов в вакуумные каналы может породить новый класс низковольтных быстродействующих транзисторов, совместимых с современной кремниевой электроникой, улучшающих и дополняющих ее», — считает Ким.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI