Наносекундный транзистор на основе нитрида бора

07.08.2024

В последние десятилетия развитие электроники неразрывно связано с прогрессом в создании все более быстрых, миниатюрных и энергоэффективных компонентов. Один из ключевых элементов современных электронных устройств - транзистор - подвергается постоянным усовершенствованиям, позволяющим улучшить их производительность. Недавнее открытие ученых предлагает новую перспективу в этой области. Речь идет о создании транзистора на основе нитрида бора, который обещает произвести настоящий переворот в электронике в ближайшие 10-20 лет.

В основе нового транзистора лежит ультратонкий материал, представляющий собой многослойную структуру из нитрида бора. Этот материал обладает уникальными сегнетоэлектрическими свойствами, которые позволяют ему изменять свою поляризацию за наносекунды - миллиардные доли секунды. Такая способность к быстрому переключению зарядов делает новый транзистор исключительно перспективным для применения в высокоскоростных и энергоэффективных электронных устройствах.

Одним из важнейших качеств нового транзистора является его долговечность. Исследования показали, что материал способен выдерживать более 100 миллиардов циклов переключений без какого-либо износа. Для сравнения, традиционные материалы, используемые в флэш-памяти, подвержены постепенному разрушению при многократном использовании, что ограничивает их срок службы. Нитрид бора, напротив, сохраняет свои свойства даже после огромного числа циклов, что делает его идеальным выбором для долговечных устройств.

Ключевым элементом работы нового транзистора является процесс скольжения слоев нитрида бора относительно друг друга под воздействием электрического тока. В результате этого скольжения атомы бора и азота меняют свое положение, что приводит к изменению поляризации материала. Исследователи сравнивают этот процесс с "сжатием рук друг к другу и их легким перемещением". Такое изменение электронных свойств происходит без износа материала, что резко увеличивает его ресурс.

Тонкость нитрида бора и его способность к быстрым переключениям открывают новые возможности для создания более плотных и энергоэффективных систем хранения данных. Благодаря тому, что требуемое напряжение для переключения поляризации уменьшается с толщиной материала, транзисторы, основанные на нитриде бора, смогут работать при крайне низких энергозатратах. Это особенно важно для устройств, требующих высокой плотности памяти и низкого энергопотребления, таких как мобильные устройства и встроенные системы.

Соавтор исследования, доцент кафедры прикладной и инженерной физики Корнельского университета Кендзи Ясуда, подчеркнул важность возможности масштабного производства нового материала. Если удастся наладить выращивание нитрида бора в промышленном масштабе, это откроет дорогу к созданию нового поколения электронных устройств с уникальными характеристиками.

Разработка транзистора на основе нитрида бора - это значительный шаг вперед в развитии электроники. Уникальные свойства нового материала, такие как способность к быстрому переключению зарядов, долговечность и низкое энергопотребление, открывают перед учеными и инженерами новые горизонты. В ближайшие десятилетия мы можем ожидать появления новых устройств, которые изменят наше представление о возможностях современной электроники.

<< Назад: В картине Рембрандта обнаружен яд 07.08.2024

>> Вперед: Порошковый заменитель яиц из отходов пивоварения 06.08.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Материал, скрывающий тепловые сигнатуры 05.02.2020 В мире существует не так много материалов, обладающих возможностью скрывать источники тепла - в частности потому, что их изготовление и применение сопряжено с достаточно значительными финансовыми трудностями. Однако сегодня талантливая команда специалистов по химическому инжинирингу из Университета Висконсин-Мэдисон представила свою новую разработку сверхлегкого и тонкого материала, умеющего поглощать значительное количество ультрафиолета и тепла от каких бы то ни было источников - к примеру, его можно использовать для скрытия тепла от тела человека. По предварительным результатам тестирования данный материал обладает действительно многообещающим характером - он может поглощать до 94% инфракрасного света причем самой разной длины световой волны, включая и волны света, исходящие от человеческого тела. Материал изготовлен из так называемого синтетического "черного кремния", обладающего весьма высокой степенью абсорбирования тепла и света. Хонгуй Сянь, руководитель данной разработки, отмечает, что представленный материал обладает толщиной менее миллиметра и его производство не сопряжено с большими финансовыми затратами. Также, благодаря его возможности поглощать волны света самой разной волны, потенциально его можно использовать не только на земле, но и в составе специальной летной техники - что некоторым образом превращает его в новую военную разработку. Впрочем, пока что разработчики ничего не говорят о возможности переделки нового материала для военных нужд. Специалисты отмечают, что черный кремний позволяет поглощать так много света благодаря особенности внутренней его конструкции в составе материала - дело в том, что они использовали частицы серебра для изменения кремния таким образом, что он формировал нечто вроде длинных нанопроводов внутри структуры - между которыми и "застревает" проводимый свет. Стоит отметить, что текущий концепт данной разработка не является финальным и ученых ждет в дальнейшем длительная работа по его улучшению.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026