„MIT Discovery“ siūlo naują pažadą „Nilsilicon“ kompiuteriniams tranzistoriams

MIT tyrėjai nustatė, kad junginys, vadinamas InGaA, gali būti tinkamas didelio našumo kompiuteriniams tranzistoriams. Jei „InGaAs“ tranzistoriai veiktų aukštais dažniais, vieną dieną jie galėtų konkuruoti su siliciu. Šiame paveikslėlyje parodytas kietojo kūno atminties vaflis, tradiciškai pagamintas iš silicio. Paskola: MIT

Kai tai buvo laikoma tinkama tik greitojo ryšio sistemoms, ji mišinys „InGaAs“ vieną dieną gali konkuruoti su didelio našumo silicio kompiuteriu.

Dešimtmečius viena medžiaga buvo taip paplitusi gaminant kompiuterinius lustinius tranzistorius, kad pasaulio technologijų sostinė Silicio slėnis turi savo vardą. Tačiau silicio karalystė gali trukti amžinai.

SU: Mokslininkai nustatė, kad junginyje, vadinamame InGaAs (indio galio arsenidas), gali būti mažesnių, energiją taupančių tranzistorių. Anksčiau mokslininkai manė, kad „InGaAs“ tranzistorių veikimas mažėja menkai. Tačiau nauji tyrimai rodo, kad šis akivaizdus gedimas nėra pačios medžiagos vidinė savybė.

Šis atradimas vieną dieną gali padėti išstumti kompiuterio galią ir efektyvumą iš silicio. „Mes tikrai džiaugiamės“, – teigė tyrimo vadovė Xiaoye Kay. „Tikimės, kad šis rezultatas paskatins bendruomenę toliau tirti„ InGaA “kaip tranzistoriaus koridoriaus medžiagos naudojimą“.

Cai, kuris dabar turi „Analog Devices“, tyrimus baigė būdamas MIT Microsystems technologijos laboratorijų magistrantu Elektros ir kompiuterių mokslo katedroje (EECS) pas Donner profesorių Jesúsą del Alamo. Tarp jo bendraautorių yra Jesusas Grailas iš Madrido politechnikos universiteto, taip pat MIT Alonas Vardinas del Alamo. Pranešimas bus pristatytas šio mėnesio IEEE virtualiame susitikime.

Transistoriai yra kompiuterio statybinės medžiagos. Automatinių jungiklių vaidmuo – išjungti arba leisti elektrai tekėti – sukuria stulbinamą skaičiavimų masyvą, pradedant pasauliniu klimato modeliavimu ir baigiant kačių vaizdo įrašais „Youtube“. Viename nešiojamame kompiuteryje gali būti milijardai tranzistorių. Siekdami pagerinti savo skaičiavimo galią ateityje, kaip tai daroma dešimtmečius, elektrotechnikai turės sukurti mažesnius, sandariau supakuotus tranzistorius. Iki šiol silicis yra pasirinkta puslaidininkinė medžiaga tranzistoriams. Tačiau „InGaAs“ užsiminė tapti potencialiu konkurentu.

Elektronai gali lengvai praeiti per „InGaA“ net esant žemai įtampai. Medžiaga „žinoma kaip nuostabi [electron] transporto savybių “, – sako Kay. „InGaAs“ tranzistoriai gali greitai apdoroti signalus, o tai gali lemti greitesnius skaičiavimus. Be to, „InGaAs“ tranzistoriai gali veikti esant gana žemai įtampai, o tai reiškia, kad jie gali padidinti kompiuterio energijos vartojimo efektyvumą. Taigi „InGaA“ gali atrodyti kaip perspektyvi medžiaga kompiuteriniams tranzistoriams. Bet yra medžioklė.

Panašu, kad palankios „InGaA“ elektronų perdavimo savybės mažėja nedideliu mastu. Skalė, reikalinga norint sukurti greitesnius ir tankesnius kompiuterio procesorius. Ši problema privertė kai kuriuos tyrėjus daryti išvadą, kad nanometriniai „InGaAs“ tranzistoriai šiai problemai tiesiog netinka. Tačiau Kay sako: “Mes nustatėme, kad tai klaidinga nuomonė”.

Komanda nustatė, kad nedidelės „InGaAs“ našumo problemos iš dalies atsirado dėl oksido gaudymo. Dėl šio reiškinio elektronai yra įstrigę, kai bando tekėti per tranzistorių. Manoma, kad tranzistorius veiks kaip jungiklis. „Norite, kad galėtumėte įjungti įtampą, turėkite daug srovės“, – sako Kay. „Bet jei sulaikote elektronus, būna, kad įjungiate įtampą, tačiau bangoje turite tik labai ribotą srovės kiekį. Taigi tikimybė prisijungti yra daug mažesnė, kai turite tą oksido gaudyklę “.

„Cai“ komanda apkaltino oksido gaudyklę, tyrinėdama tranzistoriaus priklausomybę nuo dažnio, greičio, kuriuo elektros impulsai siunčiami per tranzistorių. Esant žemiems dažniams, sumažėjo nanometrinių „InGaAs“ tranzistorių veikimas. Bet 1 GHz ar didesniu dažniu jie veikė labai gerai. Oksido gaudyklė nebebuvo kliūtis! „Dirbdami su šiais įrenginiais tikrai aukštais dažniais, pastebėjome, kad našumas buvo tikrai geras“, – sako jis. – Jie konkuruoja su silicio technologijomis.

Cai tikisi, kad jo komandos atradimas suteiks tyrėjams naują gyvenimą su „InGaAs“ pagrįstais kompiuteriniais tranzistoriais. Darbas rodo, kad „„ InGaAs “tranzistorius nėra problema, kurią reikia išspręsti. „Tai yra oksidų gaudymo problema“, – sakė jis. “Mes manome, kad tai yra problema, kurią galima išspręsti arba išspręsti”. Jis priduria, kad „InGaAs“ davė ir klasikinių, ir klasikinių pažadų kvantinis skaičiavimas programos:

“Tai [research] „Teritorija išlieka labai labai įdomi“, – sakė del Alamo. “Mes klestime stumdami tranzistorius į kraštutinumą”. Vieną dieną tas ekstremalus pasirodymas gali būti suteiktas „InGaAs“.

Šį tyrimą iš dalies palaikė Gynybos grėsmių mažinimo agentūra ir Nacionalinis mokslo fondas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.