Создан прототип принципиально нового графенового транзистора

Применение графена в составе коммутирующего транзистора затрудняется тем, что этот материал не имеет запрещенной энергетической зоны. Предложенные же к настоящему времени методы формирования запрещенной зоны в графене имеют существенный недостаток: они снижают высокую мобильность электронов (в 100 раз выше, чем у кремния), являющуюся одним из главных достоинств данного материала.

Сотрудниками японского института AIST создан графеновый транзистор, функционирование которого построено на новом принципе. Два электрона и два верхних затвора расположены в графене, причем, материал между двумя затворами подвергнут облучению пучком ионов гелия для введения дефектов кристаллической решетки с созданием транспортной запрещенной полосы энергий. Потенциалы смещения прилагаются к каждому из верхних затворов независимо, позволяя эффективно управлять плотностями носителей заряда с обеих сторон канала.

При температуре 200 °K (примерно −73 °C) сила тока во включенном и выключенном состояниях у нового транзистора различается приблизительно на четыре порядка величины. Кроме того, полярность такого устройства можно контролировать и инвертировать электрическими методами — ранее это было неосуществимо для транзисторов.

Предложенная в Сан-Франциско (штат Калифорния), на конференции 2012 International Electron Devices Meeting (IEDM 2012) технология может быть внедрена в существующий производственный процесс, что в будущем приведет к появлению электронных устройств со сверхнизким потреблением энергии.

Исследователи в дальнейшем намереваются реализовать КМОП-режим, при котором полярность транзистора может меняться средствами электрического контроля. Они также планируют создать прототип устройства, используя крупномасштабную заготовку с графеном, синтезированным методом напыления в вакууме. Параллельно предпринимаются усилия для получения высококачественного графена, в целях улучшения мобильности носителей заряда и увеличения соотношения уровней тока во включенном и выключенном состояниях.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI