Новый радикально новый сверхпрочный транзистор может произвести революцию в электронике
Недавно разработанное транзисторное устройство показало исключительный уровень устойчивости в тестах, причем настолько хорошо, что обещает изменить электронику и гаджеты, которыми мы пользуемся каждый день.
Эти крошечные переключатели необходимы практически для каждого современного электронного устройства, участвующего в хранении и обработке информации в двоичном состоянии «включено» или «выключено», переключаясь туда и обратно несколько раз в секунду.
Благодаря своим замечательным свойствам Сочетая в себе скорость, размер и устойчивость к износу, эта новейшая разработка потенциально представляет собой огромное обновление для потребительских устройств, таких как телефоны и ноутбуки, а также центров обработки данных, которые хранят всю нашу информацию в облаке.
По мнению международной группы исследователей, стоящих за новым исследованием, наши машины и системы могут стать значительно быстрее, эффективнее и надежнее, если технологию удастся масштабировать до практического уровня.
«По моему мнению В лаборатории мы в основном занимаемся фундаментальной физикой», — говорит физик Пабло Харильо-Эрреро из Массачусетского технологического института (MIT).
«Это один из первых и, возможно, самых драматичных примеров того, как фундаментальная наука привело к чему-то, что могло оказать серьезное влияние на приложения.»
Транзистор изготовлен из недавно изобретенного сверхтонкого сегнетоэлектрического материала (с положительными и отрицательными зарядами на разных уровнях) на основе нитрида бора. Используются два слоя материала, которые слегка смещаются при подаче электричества, изменяя конфигурацию атомов бора и азота.
Такая конструкция делает транзисторы невероятно быстрыми и невероятно тонкими — два свойства, которые могут сделать огромная разница в том, чтобы сделать электронику более компактной и эффективной. Подумайте о возможности вместить больше памяти и вычислительной мощности в устройства гораздо меньшего размера, которые потребляют гораздо меньше энергии.
Более того, небольшое смещение слоев также меняет свойства материала, поэтому износ минимален. . Транзистор способен включаться и выключаться по меньшей мере 100 миллиардов раз без каких-либо признаков износа, что означает, что он гораздо более долговечен, чем используемые в настоящее время флэш-памяти.
«Каждый раз вы записываете и стираете флэш-память, получается некоторая деградация», — говорит физик Рэймонд Ашури из Массачусетского технологического института.
«Со временем она изнашивается, а это значит, что приходится использовать какие-то весьма изощренные методы распространения где вы читаете и пишете на чипе».
Исследователи, стоящие за изобретением, признают, что предстоит пройти долгий путь, прежде чем эти транзисторы можно будет использовать в реальных устройствах. Создание одного устройства в лаборатории — хорошее начало, но для современной электроники необходимы миллиарды и миллиарды транзисторов.
Однако команда с нетерпением ожидает дальнейшего развития событий. Это также может оказаться полезным при изучении других областей физики, например, использование света вместо электричества для запуска сдвига слоев.
Очевидно, что наша нынешняя зависимость от технологий и цифровых устройств означает, что любые инновации в этой области могут оказаться полезными. имеют далеко идущие последствия и выгоды, которые затрагивают большинство людей на планете.
«Когда я думаю обо всей своей карьере в физике, я думаю, что через 10–20 лет эта работа может изменить мир. », — говорит Ашури.
Исследование опубликовано в журнале Science.
