МФТИ: графен поможет обуздать энергоаппетиты процессоров будущего

© Фото : МФТИДмитрий Свинцов и сотрудники лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов МФТИДмитрий Свинцов и сотрудники лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ

МОСКВА, 16 мая – РИА Новости. Российские физики придумали новый тип транзистора из двух слоев графена и доказали, что он будет обладать рекордно низким энергопотреблением, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

С момента открытия графена в 2004 году российско-британскими физиками Андреем Геймом и Константином Новоселовым, ученые пытаются приспособить этот материал для создания электроники. Однотипные проблемы — высокие токи утечки, сложности в работе с графеном и проблемы при нанесении подложки-изолятора мешают физикам создать транзисторы, приспособленные для промышленного производства.

"Дело здесь не столько в том, чтобы сэкономить электричество — электроэнергии у нас хватает. При меньшем энергопотреблении электронные компоненты меньше нагреваются, а значит, могут работать с более высокой тактовой частотой — не один гигагерц, а, например, 10 или даже 100", — поясняет Дмитрий Свинцов, ведущий автор исследования из Московского Физтеха в Долгопрудном, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Свинцов и его коллеги из Физико-технологического института РАН и японского университета Тохоку нашли способ реализовать эту задачу, используя туннельный эффект – способность электронов просачиваться через энергетические барьеры благодаря квантовым эффектам. Как правило, для создания такого тока необходимы или экзотические сплавы, или вакуум внутри транзисторов, что сильно ограничивает применимость таких устройств на практике.

Молекулярная структура графена
Гейм и Новоселов избавили графеновые транзисторы от утечки электронов

Российские и японские ученые выяснили, что подобный эффект можно достаточно легко создать в листе из графена, состоящего не из одного, а двух слоев углерода. В нем, как показали наблюдения физиков, возможно создать такие условия, при котором плотность электронов в определенных зонах будет стремиться к бесконечности, что будет заставлять их "просачиваться" через потенциальный барьер даже при приложении относительно слабого напряжения.

 Вакуумный гибридный транзистор, разработанный Кимом и его коллегами
Ученые создали высокоскоростной гибрид вакуумной лампы и транзистора
Благодаря этому, транзистор, придуманный Свинцовым и его коллегами, будет работать при напряжениях, равных 150 милливольт, что в десятки раз меньше рабочего напряжения для обычных кремниевых транзисторов. Даже при минимальном напряжении токи утечки будут минимальными – сила тока на выходе в "закрытом" и "открытом" состоянии будет различаться в рекордные 35 тысяч раз. Это в разы больше, чем удавалось добиться Гейму и Новоселову и другим группам физиков, пытавшихся создать графеновые транзисторы.

"Это означает, что транзистор требует меньше энергии для переключения, меньше энергии требуют микросхемы, меньше выделяется тепла, нужны менее мощные системы охлаждения, а тактовую частоту можно повысить, не опасаясь, что избыточное тепло разрушит микросхему", — говорит Свинцов.

Разработанная авторами статьи конструкция транзистора уникальна еще по одной причине: для ее создания не требуется химического легирования графена, покрытия его другими веществами, которое заметно повышает стоимость производства микроэлектроники.  Это, как надеются физики, ускорит появление первых экспериментальных и промышленных графеновых устройств на базе подобных транзисторов.

РИА Наука
Комментарии
2 пользователя оставили 2 комментария
Не надо транзисторов - надо коммерческий процессор...
Иван Русский, в современном процессоре порядка полутора миллиардов транзисторов. Не получится его без них сделать.
00:20
17.05.2016
DirectAdvert



Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена