Испытан скоростной графеновый транзистор

Леонид Попов, 12 апреля 2011

Нравится (5)

Работающий на радиочастотах транзистор может найти применение в области беспроводной связи, радарах, медицинской технике и так далее (иллюстрация с сайта physicsworld.com).

Компания IBM создала прибор с рекордно высоким для транзисторов на базе графена быстродействием и расширенным диапазоном рабочих температур.

Благодаря хорошей подвижности зарядов графен заслужил репутацию перспективного материала для электроники. Однако когда графеновый лист размещают на диэлектрической подложке (обычно — на диоксиде кремния), подложка влияет на поведение одноатомного листа углерода, создаёт эффект рассеивания носителей заряда.

Как сообщает PhysicsWorld, учёные из исследовательского центра Уотсона (IBM Thomas J. Watson Research Center) решили эту проблему. При помощи химического осаждения из пара они сначала создали на медной плёнке лист графена, а затем перенесли его на подложку из алмазоподобного углерода, в свою очередь расположенную на традиционной для электроники кремниевой пластине.

На этой базе исследователи построили полевой транзистор с затвором длиной всего 40 нанометров (смотрите рисунок под заголовком). На испытаниях прибор показал очень высокую частоту среза — 155 гигагерц (детали изложены в статье в Nature).

Кроме того, авторы прибора проверили его функционирование при криогенных температурах (они негативно влияют на движение зарядов в полупроводниковых приборах). Выяснилось, что новый графеновый транзистор хорошо себя чувствует вплоть до температуры в 4,3 кельвина.

При этом американцы отмечают, что качество использованного графена было не самым высоким, так что достигнутые показатели — не предел для новой технологии.

Юрий Новиков 12 апреля, 21:49

155 гигагерц это много или мало? У серийно выпускаемых ныне транзисторов для ПК сколько простите быстродействие?

ОтветитьНравится
123 15 12 апреля, 22:07

Процессор компьютер максимально удавалось разогнать до восьми с хвостиком гигагерц. Но это под экстремальным охлаждением гелием. А так 4-5 максимум с очень хорошим охлаждением.

ОтветитьНравится
123 15 12 апреля, 22:09

А вот одиночный транзистор — не в курсе.

ОтветитьНравится
Сергей Смирнов 12 апреля, 22:16

166 гигагерц — это очень много, вот только это на одном транзисторе. Дело в том, что разогнать процессор можно и более существующих значений (около 4 гигагерц), но встает проблема охлаждения — процессор просто перегорит — т.к. между транзисторами должны быть «связки», эти связки и сами транзисторы греются — вот именно ЭТО больше всего сдерживает повышение частоты процесоров (нельзя очень близко располагать транзисторы в чипе — проблема с охлаждением, и др. паразитирующие эффекты возникают)

ОтветитьНравится
Сергей Смирнов 12 апреля, 22:17

Простите, 155 гигагерц

ОтветитьНравится
123 15 12 апреля, 22:44

А вот мне попалось:
Быстрейший мире транзистор, сделанный из фосфида индия и арсенида индия галлия — 845ГГц в университет Иллинойса. Вроде еще 2006 год.

ОтветитьНравится
Леонид Попов 12 апреля, 22:50

Да. Опытные «штуковины» были на 600-800 ггц, но описываемый — самый быстрый из графеновых. А обычные транзисторы в компах — существенно медленнее. И при этом у графена есть и другие преимущества, потому и такой интерес к этому материалу.

ОтветитьНравится
123 15 12 апреля, 23:30

Так ведь этот тоже опытный. Так что сравнение уместно. Графеновый пока не дотягивает. Но если он лучше будет в условиях процессора и реализует хотя бы 10% своего нынешнего уровня, то это уже будет не слабый прорыв.
Трудность самая большая по-видимому в технологии. Описанной здесь технологией врядли получится создать процессор, либо он будет безумно дорог.

ОтветитьНравится
Сергей Смирнов 12 апреля, 22:48

Дело в быстроте транзистора — а в «быстроте» схемы — можно понаставить очень быстрых транзисторов, но вот дорожки между ними не сделаешь размерами с атом — начинаются сказываться квантовые эффекты, перегорят, в конце концов и т.д. Ведь бьыстрота всего компьютера, например, обуславливается тормознутостью одного из его частей :-)))))))))))

ОтветитьНравится
Сергей Шляхтов 13 апреля, 03:17

А разве это транзистор? Просто переключатель (триггер). Для таких штуковин есть особые сферы применения (не ПК), ну а переключаться он может и с меньшей скоростью...

ОтветитьНравится
Сергей Шляхтов 13 апреля, 03:27

Прошу прощения, это действительно транзистор, ввело в заблуждение схожесть рисунка с одной из конструкций триггера на основе сверхпроводимости.

ОтветитьНравится
Олег Апарцев 13 апреля, 09:06

Теплопроводность алмаза имеет непревзойденные характеристики, так что проблема теплоотведения может быть решена на очень хорошем уровне с внедрением алмазоподобной подложки. Это самое главное достижение разработки.

ОтветитьНравится
Юрий Новиков 13 апреля, 12:06

так графен был нужен — как сверх тоникий электро изолятор чтоб переложить это дело с кремния на алмаз?
То есть это шаг в развитии микросхем на алмазных подложках?

ОтветитьНравится
Леонид Попов 13 апреля, 12:49

Что значит «это дело»? Графен тут является основным материалом самого транзистора, но хорошо он работает потому, что лежит на «почти алмазе», то есть опять же на углероде, но с алмазоподобной решёткой. Один слой на втором слое.

ОтветитьНравится
Юрий Новиков 15 апреля, 14:51

то есть именно листочек графена является полупроводником?

ОтветитьНравится
Леонид Попов 15 апреля, 15:14

Там всё довольно замысловато. См «историю» и «применения» тут
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B5%D0%BD

ОтветитьНравится
Юрий Новиков 15 апреля, 19:51

для меня, рация, так и осталась на бронепоезде. :) .

ОтветитьНравится

Испытан скоростной графеновый транзистор

Физики открыли самоохлаждение графеновых транзисторов

Созданы эффективные кремниевые нанотранзисторы

Испытана ультраэкономичная фазовая память

Американцы построили имплантируемый в глаз компьютер

В США построен первый лазер на чипе