MIT представил сверхэффективные 3D-нанотранзисторы

Исследователи MIT обнаружили нанотранзисторы, которые потенциально могут изменить будущее эффективной электроники. Созданные с использованием уникальной 3D-структуры нанопроводов, эти транзисторы превосходят традиционные модели на основе кремния, работая в гораздо меньших масштабах. Поскольку транзисторы на основе кремния сталкиваются с критическими ограничениями в миниатюризации, разработка MIT прокладывает путь для более быстрых, холодных и компактных электронных компонентов.

В конструкции используются вертикальные нанопроводные полевые транзисторы (VNFET), которые управляют потоком электронов, ориентируя структуру вертикально, а не в традиционном горизонтальном направлении. Такой подход позволяет обойти несколько ограничений, связанных с горизонтальными транзисторами, которые сталкиваются с физическими барьерами для дальнейшего масштабирования.

Используя преимущества 3D-структуры, VNFET MIT минимизируют тепловыделение и утечку мощности, что является обычными проблемами в плотно упакованных схемах, где кремниевые транзисторы обычно испытывают трудности. Потенциал для наложения слоев этих 3D-транзисторов также позволяет достичь большей плотности вычислений, поддерживая требования современных высокопроизводительных вычислений и технологий, управляемых данными.

По словам Яньцзе Шао, постдокторанта Массачусетского технологического института и ведущего автора статьи о новых транзисторах, «Эта технология потенциально способна заменить кремний, поэтому ее можно использовать со всеми функциями, которыми в настоящее время обладает кремний, но с гораздо большей энергоэффективностью».

Одно из главных преимуществ подхода MIT заключается в адаптивности этих VNFET, которые используют альтернативные полупроводниковые материалы вместо кремния. Этот выбор обеспечивает более высокую проводимость в меньших масштабах, сохраняя эффективность и снижая потребление энергии. Переход от кремния решает такие проблемы, как квантовое туннелирование — когда электроны непреднамеренно просачиваются через барьеры в кремниевых транзисторах в наномасштабах — что позволяет обеспечить более надежную и стабильную работу.

Эти наноразмерные транзисторы появились, когда полупроводниковая промышленность стремится преодолеть ограничения закона Мура. Это говорит о том, что количество транзисторов в интегральной схеме удваивается примерно каждые два года. Поскольку кремниевые транзисторы приближаются к своим теоретическим пределам, новые материалы и конструкции, такие как VNFET, представляют собой многообещающее направление для поддержания технологического прогресса. В случае успешной коммерциализации эти транзисторы могут повлиять на различные отрасли промышленности, от смартфонов и компьютеров до крупномасштабных центров обработки данных и приложений искусственного интеллекта, требующих высокой вычислительной мощности.

В настоящее время VNFET остаются на экспериментальной стадии, но работа Массачусетского технологического института демонстрирует явный потенциал для изменения ландшафта электроники за счет создания более компактных, быстрых и энергоэффективных устройств.

Источник: Tomshardware.com