Транзистор-оборотень заменит собой сразу три полупроводниковых устройства

Количество транзисторов в чипах невозможно наращивать бесконечно, поэтому инженеры ведут поиски других способов совершенствования микроэлектронных технологий.

В новой статье, появившейся в журнале Nanotechnology, группа из Политехнического института SUNY в Олбани (штат Нью-Йорк) предложила улучшить продуктивность работы и снизить сложность изготовления микросхем, совместив в одном полупроводниковом устройстве множество различных функций.

Чтобы продемонстрировать свою концепцию, авторы спроектировали и изготовили схему, способную превращаться в три важнейшие базовые полупроводящие устройства: p-n-диод, действующий как выпрямитель тока; полевой транзистор (MOSFET) для коммутации; биполярный транзистор (bipolar junction transistor, BJT) для усиления тока.

В многофункциональной схеме используется двумерный диселенид вольфрама — недавно открытый прямозонный полупроводник из семейства дихалькогенидов переходных металлов. Особенностью этих материалов является возможность контроля ширины запрещённой зоны путём изменения толщины слоя полупроводника.

Совместить разные функции в одном устройстве позволила разработанная авторами новая техника легирования. С её помощью удалось реализовать амбиполярную проводимость — в разных условиях перенос заряда осуществляется электронами или дырками.

«Мы использовали затворы как источники легирования, — разъясняет статья. — такие затворы могут динамически изменять тип носителей (электроны или дырки), участвующих в токе через полупроводник. Эта возможность и позволяет реконфигурируемому устройству выполнять разные функции».

В дополнение к продемонстрированным функциональным ипостасям, подобное устройство в принципе способно выполнять ряд логических операций, что позволит производить более компактные и эффективные вычисления и создавать сложные компьютерные схемы из меньшего количества компонентов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365