Vedci vyvi­nuli prvý počí­ta­čový čip na svete, ktorý nemá polo­vo­dič

Timotej Vančo / 25. december 2016 / Tech a inovácie

Vedci už dlhé roky pra­cujú na vylep­šení tech­no­ló­gií, ktoré kaž­do­denne pou­ží­vame, vytvá­rajú rých­lej­šie zaria­de­nie do budúc­nosti alebo pomo­cou nano­trubky tvo­ria mate­riály, ktoré zme­nia ich vlast­nosti pre dosia­hnu­tie ich šir­šieho využi­tia.

Váku­ové trubky nie sú nová tech­no­ló­gia, pomo­cou kto­rej môžeme vytvá­rať men­šie čipy. Prvý­krát boli pou­žité už v prvých digi­tál­nych počí­ta­čoch v rokoch 1930 a 1940. Potom boli nahra­dené tran­zis­tormi z polo­vo­di­čo­vých mate­riá­lov, ktoré v tej dobe vedeli poskyt­núť vyšší výkon ako váku­ové trubky. Tran­zis­tory sú vlastne jeden z naj­pou­ží­va­nej­ších a naj­dô­le­ži­tej­ších vyná­le­zov minu­lého sto­ro­čia. Ale dnes už nará­žajú na svoje hra­nice.

Keďže polo­vo­dič sa skladá vždy z neja­kého mate­riálu, tak logicky časom narazí na svoje limity. Či už vo výkone alebo aj v hrúbke, ak ho chceme stále viac a viac zmen­šo­vať. Dnes sa už pri­bli­žu­jeme k hra­nici, kedy tran­zis­tory z polo­vo­di­čo­vých mate­riá­lov, aké dnes pou­ží­vame na ich tvorbu, sa už nedo­kážu zmen­šiť pod 11 nano­met­rov.

Ved­com z UC v San Diega napadlo vrá­tiť sa späť do minu­losti a skú­siť to znova s váku­ovými trub­kami. Tento raz, to ale skú­sili s omnoho men­šími trub­kami a s inou tech­no­ló­giou ich tvorby.

vacuum-2

Foto: sciencealert.com

Tento krok určite nezap­rí­činí zanik­nu­tie a náh­radu všet­kých polo­vo­di­čo­vých mate­riá­lov pou­ží­va­ných v počí­ta­čoch a iných digi­tál­nych zaria­de­niach, ale môžu byť využí­vané v zaria­de­niach, kde vyža­du­jeme vysoký výkon a vysoké frek­ven­cie,“ pove­dal vedúci výskumu, a elek­tro­tech­nický inži­nier Dan Sie­ven­pi­per.

Elek­tróny, ktoré sú v pohybe v polo­vo­di­čo­vom tran­zis­tore sú často brz­dené kolí­ziami iných ató­mov a tak­tiež potre­bujú externú ener­giu pre ich pohyb. Hlavná výhoda nových váku­ových nano­tru­biek oproti polo­vo­di­čom je, že dokážu pre­sú­vať elek­tróny cez vzduch, čo zna­mená, že elek­tróny dosiahnu väč­šiu rých­losť.

Odo­vzda­nie ener­gie elek­tró­nom cez vzduch vyža­duje vysoké napä­tie alebo výkonný laser, obi­dve metódy sú veľmi ťažko apli­ko­va­teľné na nano úrovni. S týmto prob­lé­mom sa aj kedysi vedci neve­deli popa­so­vať.

Dnes, pre vyrie­še­nie tohto prob­lému, tím ved­cov vytvo­ril vrstvu zo zlata (takz­vaný elek­tro­mag­ne­tický meta­po­vrch) v špe­ciál­nom tvare hríbu, ktorú umiestni na vrch sili­kó­novo dioxi­do­vej vrstvy. Keď sa vytvorí nízke napä­tie (pod 10 vol­tov) a pou­žije sa aj slab­šie výkonný laser, vytvo­ria sa takz­vané „hot-spots“ s vyso­kou inten­zi­tou elek­tric­kého poľa, ktoré dá štruk­túre mnoho ener­gie pre uvoľ­ne­nie elek­tró­nov zo železa.

V tes­to­vaní tohoto nového spô­sobu, sa im poda­rilo dosiah­nuť až 1000 per­centné zvý­še­nie kon­duk­ti­vity v porov­naní s váku­ovými trub­kami bez meta­po­vr­chu. Na výskume tohoto nového prin­cípu fun­go­va­nie ešte treba dlho pra­co­vať, je to ale výborné potvr­de­nie teórie, že všetky naše digi­tálne zaria­de­nia, budú môcť v budúc­nosti fun­go­vať aj na základe čipov z iných mate­riá­lov, než na aké sme dnes zvyk­nutí.

Zdroj článku: sciencealert.com, nature.comZdroj pre­zen­tač­ného obrázku: sciencealert.com

Pridať komentár (0)