| 0 |
|
Использование одиночных электронов это наиболее эффективный путь переноса сигналов в электронных устройствах, но, поскольку их энергия очень мала, она легко теряется на фоне тепловых шумов. Для наблюдения этих квантовых сигналов ученым обычно приходится снижать тепловую энергию путем охлаждения устройств в криостате.
Исследователи из Техасского университета в Далласе обнаружили, что пленка из оксида хрома атомарной толщины, добавленная к транзистору, действует как фильтр для энергии, проходящей сквозь нее при комнатной температуре. Получаемый в результате сигнал от устройства оказывался в 6-7 раз круче, чем обычно. Подобные устройства с крутыми сигнальными характеристиками (высокой добротностью, резкими переходами) могут использовать для работы меньшее напряжение.
Снижение рабочего напряжения позволит смартфонам, планшетам и носимым компьютерам дольше функционировать на одном заряде батарей либо вообще обходиться энергией, собираемой из окружающей среды.
«Вся полупроводниковая индустрия ищет устройства с резкими переходами поскольку они необходимы для создания мощных и многофункциональных мобильных устройств, работающих быстро и без перерасхода энергии. Наше устройство — одно из решений, которое поможет это осуществить», — заявил доктор Джи Юн Ким (Jiyoung Kim), профессор материаловедения UT Dallas и один из авторов статьи, опубликованной онлайн в Nature Communications.
Предложенная технология фильтрации как бы охлаждает электроны внутри устройства, устраняя необходимость во внешнем охлаждении — одно из ограничений, мешающих дальнейшему уменьшению размеров транзисторов.
Слой оксида хрома отфильтровывает холодные стабильные электроны, тем самым повышая устойчивость работы полупроводникового устройства. Обычно такой уровень стабильности достигается охлаждением транзисторов в криостате примерно до −200 ºC.
Еще одной инновацией представленной технологии стало использование более практичной для миниатюризации вертикальной слоистой системы, при которой, как поясняет профессор Ким, ток течет сверху вниз, а не слева направо.
Лабораторные испытания показали, что экспериментальный прототип при комнатной температуре имеет такой же сигнал электронов, как и обычные устройства при температуре −230 ºC. Исследователи намерены опробовать свой метод фильтрации на оптоэлектронных и спинтронных устройствах, а также распространить его на полупроводники, изготовляемые по технологии КМОП.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
