Новости перспективных технологий

Транзистор на нанотрубках показал рекордную энергоэффективность

Изображения с сайта compulenta.computerra.ru

Построена интегральная схема, работающая при потреблении всего 0,1 нВт, что на три порядка меньше, чем предшествующие образцы устройств на углеродных нанотрубках.

а. Инвертер на углеродных нанотрубках по КМОП-технологии. b. Срез отдельного такого транзистора, включая затвор из никеля толщиной 25 нм, обеспечивающий устройству его рекордно низкое энергопотребление. (Здесь и ниже иллюстрации Geier et al.)

Сама по себе схема — только начало. Исследователи во главе с Майклом Гейером (Michael L. Geier) из Северо-Западного университета (США) заявляют о том, что на её основе можно строить большие ультраэкономичные микросхемы, пригодные для использования в разных областях наноэлектроники.

Современные микросхемы имеют более миллиарда транзисторов, напоминают разработчики. Следовательно, каждый из них нужно питать, и даже сверхмалые цифры потребления отдельного элемента не означают приемлемости уровня потребления в целом. В теории миллиарду транзисторов на новых трубках хватило бы всего 0,1 Вт — не много, но всё равно существенно.

С другой стороны, на нынешнем этапе именно энергопотребление и сопутствующее ему тепловыделение считаются одним из главных препятствий для «реабилитации» закона Мура, поскольку с ростом тепловыделения дальнейшая транзисторная экспансия превращается в бессмыслицу.

Так вот, в новом транзисторе в момент ON или OFF потребление равно 0,1 нВт, а при переключении пиковое значение достигает 10 нВт, то есть даже здесь расходы энергии при максимальных нагрузках могут быть значительными, хотя и заметно меньшими, чем в обычных микросхемах.

Снимок атомно-силового микроскопа, показывающий плёнку с транзисторами на основе нанотрубок.

Чтобы подтвердить возможность существования микросхем на углеродных нанотрубках, авторы создали на их основе инвертор — логический элемент И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Кроме того, сейчас разрабатываются более сложные электронные компоненты — с каскадными логическими вентилями.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nano Letters.

Информация с сайта compulenta.computerra.ru по материалам Phys.Org.

Автор оригинального текста: Александр Березин.