Araştırmacılar yeni transistör konseptini geliştiriyor

Anonim

Her bilgisayar çipinde milyarlarca kullanılan transistörler günümüzde genellikle silikon olan yarı iletken tip malzemelere dayanmaktadır. Dizüstü bilgisayarlarda, tabletlerde ve akıllı telefonlardaki bilgisayar çipleri için talepler artmaya devam ettikçe, bunları ucuza, enerji tasarruflu ve esnek bir şekilde üretmek için yeni olanaklar aranıyor.

Dr. Christian Klinke tarafından yönetilen bir Hamburg Üniversitesi araştırma grubu, artık tamamen farklı bir prensibe dayanan transistörler üretmeyi başarmıştır. Onlar, metalik karakterlerini akım akışı altında göstermeyecek kadar küçük olan, fakat elektronların birbirleri arasındaki Coulomb itmesinin neden olduğu bir enerji boşluğu sergileyecek kadar küçük metal nanopartiküller kullanırlar. Kontrol voltajı vasıtasıyla, bu boşluk enerjisel olarak kaydırılabilir ve akım istenildiği gibi açılıp kapatılabilir. Önceki benzer yaklaşımların tersine, nanopartiküller, tek tek yapılar olarak biriktirilmemekte, üretimi çok karmaşık hale getirmekte ve karşılık gelen bileşenlerin özelliklerini güvenilmez hale getirmektedir, fakat bunun yerine, sadece bir tek nanopartikül katmanı olan ince filmler halinde bırakılmaktadırlar. Bu yöntemin kullanılmasıyla, cihazların elektriksel özellikleri ayarlanabilir hale gelir ve hemen hemen aynı olur.

Bu Coulomb transistörlerinin ticari uygulamalar için onları ilginç kılan üç ana avantajı vardır: Metal nanopartiküllerin kolloidal kimya ile sentezi çok iyi kontrol edilebilir ve ölçeklenebilir. Çözücülerde saklanabilen ve işlenmesi kolay çok küçük nanokristaller sağlar. Langmuir-Blodgett biriktirme yöntemi, yüksek kaliteli tek tabakalı filmler sağlar ve ayrıca endüstriyel ölçekte uygulanabilir. Bu nedenle, bu yaklaşım, bileşenlerin tasarımı için standart litografi yöntemlerinin kullanılmasını ve cihazları ucuz, esnek ve endüstriye uygun hale getiren elektrik devrelerine entegrasyonunu mümkün kılmaktadır. Elde edilen transistörler% 90'dan fazla bir anahtarlama davranışı gösterir ve oda sıcaklığına kadar çalışır. Sonuç olarak, daha düşük güç tüketimine sahip ucuz transistörler ve bilgisayar çipleri gelecekte mümkündür.

Araştırma sonuçları şu anda bilimsel yayın Bilimsel Gelişmeler'de yayınlanmıştır.

"Bilimsel olarak ilginç olan, metal parçacıkların küçük boyutlarından dolayı yarı iletken benzeri özellikleri miras aldıklarıdır. Elbette, yapılması gereken çok fazla araştırma var, ama çalışmalarımızda kullanılabilecek geleneksel transistör kavramlarına alternatifler olduğunu gösteriyor. Christian Klinke, “çeşitli uygulama alanlarında gelecek” diyor. "Grubumuzda geliştirilen cihazlar sadece transistörler olarak kullanılamazlar, aynı zamanda kimyasal sensörler kadar da ilgi çekicidirler, çünkü tünel bariyeri olarak adlandırılan nanopartiküller arasındaki boşluklar kimyasal birikimlere karşı çok hassastır."

menu
menu