Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Энергопотребление

Транзистор, созданный на основе двух слоев графена, будет обладать рекордно низким энергопотреблением, выяснили физики из МФТИ.

Разработанная конструкция транзистора уникальна тем, что для нее не требуется химического покрытия графена другими веществами. Это заметно снижает стоимость производства электроники на основе разработки, пишет РИА Новости.

Такому транзистору потребуется гораздо меньше энергии для переключения, менее энегрозатратны будут и микросхемы. К тому же, тепла транзистор будет выделять меньше аналогов, а потому потребуются менее мощные системы охлаждения, и тактовую частоту можно повысить без опасения, что избыточное тепло разрушит микросхему.

В 2004 году графен был открыт российско-британскими физиками Андреем Геймом и Константином Новоселовым. С тех пор ученые пытаются приспособить его для создания электроники. Однако высокие токи утечки, сложности в работе с графеном и проблемы при нанесении подложки-изолятора по прежнему остаются главными барьерами для создания транзисторов, используемых в массовом производстве.

Ведущий автор исследования из Московского Физтеха в Долгопрудном Дмитрий Свинцов считает, что дело 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».

Свинцов и его коллеги из Физико-технологического института РАН и японского университета Тохоку используют в разработках 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 подобных устройств на практике.

Ученые выяснили, что такой эффект можно создать в листе из графена, который состоит не из одного, а двух слоев углерода. В нем можно воспроизвести такие условия, при которых плотность электронов в определенных зонах будет стремиться к бесконечности, что заставит их «просачиваться» через потенциальный барьер даже при приложении относительно слабого напряжения.

Такой транзистор будет работать при напряжении в 150 милливольт, что в несколько десятков раз меньше рабочего напряжения для обычных кремниевых транзисторов. Даже при небольшом напряжении токи утечки будут минимальными — сила тока на выходе в «закрытом» и «открытом» состоянии будет различаться в 35 тысяч раз. Это в разы больше, чем удавалось добиться Гейму и Новоселову и другим физикам, которые пытались создать графеновые транзисторы.

Ученые надеются, что их разработки помогут ускорить создание первых экспериментальных и промышленных графеновых устройств на основе таких транзисторов.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Изобретена резина, которая не боится проколов
Новые материалы
Оружейная компания установила на квадрокоптер пулемет
Военные дроны
Автомобили будущего
Toyota запатентовала невидимые боковые стойки
Солнечные стеклоблоки обещают революцию в строительстве
Идеи
В Казани пройдет IoT World Summit Russia 2017
Тренды
Hyundai представила водородный кроссовер нового поколения
Электромобили
Микроботы с антибиотиками вылечили желудочную инфекцию
Идеи
Nikola Motor займется солнечными панелями в подражание Tesla
Тренды
На орбите Земли появятся биткоин-спутники
Биткоины
Ричард Брэнсон: «Государства способны платить людям БОД»
Мнения
Китай отказался от строительства угольных электростанций на 150 ГВт
Кейсы
Идеи
Гидропонная ферма выращивает 54 тонны томатов в неделю
iPhone сможет проводить экскурсии в AR
Тренды
Разработчики приложений для Alexa начнут получать за них деньги
Кейсы
Pelecoin теперь позволяет майнить сразу несколько криптовалют
Криптовалюты
В Швейцарии начнут продавать бургеры из насекомых
Еда будущего
Электромотоциклы
Концерн «Калашников» представил электромотоцикл для полиции
Почему в Японии не боятся роботов, отнимающих рабочие места
Роботизация
Рынок хранения электроэнергии в США вырастет в десять раз к 2020 году
Хранение энергии
На Google Home появились бесплатные звонки по США и Канаде
Тренды
Ученые повысили точность анализа крови на наличие рака
Борьба с раком
Ford представил электрический фургон для DHL
Кейсы
Waymo запатентовала автомобиль с кнопкой вместо руля
Беспилотные автомобили
Гибкий ионистор заменит батареи в фитнес-браслетах
Новые материалы
«Биткойн мог бы стать мировой резервной валютой, но не станет»
Криптовалюты
Пекинский стартап выпустил программируемого робота-гексопода
Робототехника
Чистая энергия
Энергетические стартапы в США продают электромобили по цене Lada Vesta
«Роботы разрушат социум бедных стран и вызовут волну миграции»
Образование будущего
Мнения
«Квантовый интернет появится к 2030 году»
Соцсеть на блокчейне платит пользователям за посты
Идеи
Страховая компания раздаст клиентам смартчасы Apple
Тренды
Tesla установит в домах розетки для электромобилей
Тренды
Стартап создаст самый большой «зеленый» дата-центр в мире
Идеи
RFID-метки сделают дешевле технологии умного города
Умный город
Оксфордские ученые открыли новый метод 3D-печати живых тканей
Идеи
Новая камера оснастит 3D-зрением смартфоны и робомобили
Виртуальная реальность
Эндрю Ын запускает ИИ-фонд на $150 млн
Искусственный интеллект
Изобретен материал, который охлаждает себя сам
Материалы будущего
Samsung запатентовал Galaxy Note со встроенным алкотестером
Тренды
Беспилотный транспорт
Российская компания показала испытания беспилотного комбайна
Лондон станет первым в мире городом — национальным парком
Кейсы
Умные замки LockState заблокировались после обновления ПО
Кейсы
Uber обновил версию своего приложения для бизнеса
Тренды
В Германии протестировали первую электростанцию-аккумулятор
Хранение энергии
Создан метод управления фотосинтезом, который поможет накормить мир
Борьба с голодом
Ученые распечатали лабораторию на чипе размером менее 100 мкм
Микроэлектроника
Нефтяные корпорации начали инвестировать в чистую энергетику
Энергетика
В Иннополисе пройдет первая конференция Innovate or Die
Цифровая трансформация
Аккумуляторы
На смену литий-ионным батареям придут цинково-воздушные
Мнения
«Нейроинтерфейсы лишат людей когнитивной свободы»
Китайская компартия создаст комитет для надзора за дата-центром Apple
Свобода интернета
Eva — самый доступный по цене промышленный робот
Робототехника