Στο Lawrence Berkeley National Laboratory μια ομάδα επιστημόνων υπό τον Ali Javey, κατάφερε να δημιουργήσει τρανζίστορ με πάχος μόλις 1nm. Για να το πετύχει αυτό χρησιμοποίησε νανοσωλήνες άνθρακα και διθειούχο μολυβδαίνιο (MoS2).
Το μέγεθος του τρανζίστορ είναι ιδιαίτερα σημαντικό μιας και όσο πιο μικρό είναι αυτό, τόσα περισσότερα μπορείς να ενσωματώσεις σε έναν επεξεργαστή, καθιστώντας τον πιο γρήγορο και αποτελεσματικό. Αλλά στην περίπτωση του πυριτίου που χρησιμοποιείται στους σύγχρονους επεξεργαστές, τα 5 νανόμετρα(nm) φαίνεται να αποτελούν το όριο κάτω από το οποίο δεν είναι δυνατόν να κατασκευαστεί ένα τρανζίστορ το οποίο να είναι και λειτουργικό. Και όσο πλησιάζουμε προς αυτό το όριο, τόσο και πιο δύσκολη καθίσταται η δημιουργία τρανζίστορ με όλο και μικρότερο πάχος.
Ο λόγος που δεν μπορεί να είναι λειτουργικό ένα τρανζίστορ πυριτίου κάτω από τα 5nm, έχει να κάνει με τα ηλεκτρόνια του πυριτίου. Τα τρανζίστορ αποτελούνται από τρία τερματικά, την πηγή, την εκροή και μια πύλη. Το ρεύμα ρέει από την πηγή προς την εκροή, με την πύλη να ελέγχει την ροή αυτή, ανοίγοντας ή κλείνοντας σε απόκριση προς την τάση που εφαρμόζεται. Κάτω όμως από τα 5nm, εμφανίζεται ένα φαινόμενο της κβαντικής μηχανικής που ονομάζεται tunneling, με την πύλη πλέον να παύει να αποτελεί ένα ικανό φράγμα, ώστε να εμποδίσει τα ηλεκτρόνια να την διαπεράσουν και να κινηθούν προς την εκροή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μην μπορεί να κλείσει το τρανζίστορ.
Εταιρίες όπως η Intel έχουν δηλώσει στο παρελθόν ότι ψάχνουν εναλλακτικά υλικά έναντι του πυριτίου ώστε να μπορέσουν να ξεπεράσουν το φράγμα των 5nm. Στην περίπτωση των επιστημόνων του Berkeley Lab η λύση βρέθηκε αντικαθιστώντας το πυρίτιο με διθειούχο μολυβδαίνιο (MoS2), το οποίο είναι επίσης κρυσταλλικής μορφής όπως το πυρίτιο και χρησιμοποιείται στα λιπαντικά των αυτοκινήτων. Η διαφορά του διθειούχου μολυβδαίνιου (MoS2), είναι ότι τα ηλεκτρόνιά του είναι βαρύτερα έναντι αυτών του πυριτίου, επιτρέποντας τον έλεγχο της ροής τους ακόμα και κάτω από τα 5nm. Το διθειούχο μολυβδαίνιο (MoS2) μπορεί επίσης να μειωθεί σε ατομικά λεπτά φύλλα, πάχους περίπου 0,65 νανομέτρων, με κατώτερη διηλεκτρική σταθερά, ένα μέτρο που αντικατοπτρίζει την ικανότητα ενός υλικού να αποθηκεύει ενέργεια σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Αυτά τα χαρακτηριστικά του επιτρέπουν τον καλύτερο έλεγχο των ηλεκτρονίων και την κατασκευή τρανζίστορ με πύλη πάχους μόλις 1nm.
Όπως και με άλλες έρευνες αυτού του τύπου, οι επιτυχία των επιστημόνων στο Berkley Lab είναι για την ώρα απλά μια απόδειξη ότι μπορούν να κατασκευαστούν τρανζίστορ με πάχος μικρότερο των 5nm. Η ομάδα ακόμα δεν έχει βρει κάποιο τρόπο να παράγει τα νέα τρανζίστορ μαζικά, πολύ περισσότερο να κατασκευάσει έναν επεξεργαστή με τρανζίστορ του 1nm.
Recommended Comments
Create an account or sign in to comment
You need to be a member in order to leave a comment
Create an account
Sign up for a new account in our community. It's easy!
Register a new accountSign in
Already have an account? Sign in here.
Sign In Now