Безкремниевый компьютер толщиной в один атом

23.10.2025

Ограничения кремния, который десятилетиями был основой микросхем, побуждают ученых искать альтернативные материалы, способные сделать компьютеры еще меньше, быстрее и энергоэффективнее. Университет Пенсильвании (Penn State) сообщил о создании первого работающего компьютера, полностью обходящегося без кремния, использующего так называемые двумерные материалы толщиной всего один атом.

Кремний на протяжении десятилетий оставался стандартом для производства микросхем, от смартфонов и ноутбуков до автомобилей и бытовой техники. Однако по мере уменьшения размеров транзисторов кремний начинает терять свои электрические свойства, что ограничивает дальнейшее развитие миниатюрной электроники.

Команда профессора Саптарши Даса предложила решение этой проблемы, создав рабочий компьютер на основе двух 2D-материалов: молибден (IV) сульфида (MoS2) использовался для n-типа транзисторов, а вольфрам (IV) селенида (WSe2) - для p-типа. Эти транзисторы выполняют те же функции, что и в традиционных кремниевых микросхемах, управляя потоком электрического тока, при этом компьютер построен по привычной CMOS-схеме (комплементарная металлооксидная полупроводниковая технология), но без кремния.

"Кремний позволял микросхемам становиться меньше и мощнее на протяжении десятилетий. Но при дальнейшем уменьшении элементов его эффективность падает. Двумерные материалы лишены этого ограничения", - объяснил профессор Дас, подчеркивая уникальные свойства новых веществ.

Чтобы создать рабочие транзисторы, исследователи изготовили более 1000 элементов каждого типа, вырастив большие листы материалов с помощью технологии MOCVD, при которой пары веществ оседают на поверхности и формируют тончайшие слои. Такой подход позволяет производить качественные и стабильные транзисторы, пригодные для построения полноценного устройства.

Первый автор работы, аспирант Penn State Субир Гош, отметил, что компьютер на 2D-материалах работает на низком напряжении, потребляет крайне мало энергии и способен выполнять простые логические операции с частотой до 25 килогерц. Это демонстрирует перспективность технологии для создания миниатюрных и энергоэффективных устройств будущего.

Открытие команды Penn State может изменить подход к проектированию электроники. Использование материалов толщиной в один атом открывает путь к компьютерам, которые будут не только меньше и легче, но и смогут работать при минимальном энергопотреблении, что особенно важно для портативной электроники и носимых устройств.

<< Назад: Гарнитура смешанной реальности Samsung Galaxy XR 24.10.2025

>> Вперед: Беспроводные колонки Sony Pulse Elevate 23.10.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Пчелы-защитницы 06.10.2009 Энтомологи из университета Вюрцбурга (Германия) показали, что жужжание летающих пчел может отпугивать гусениц от поедания растений. Под шатер из прозрачной полиэтиленовой пленки помещали растения сои и сладкого перца, по углам шатра ставили поилки с сахарным сиропом. На листья сажали гусениц малой совки. В тех случаях, когда в шатер запускали полсотни пчел, и они с жужжанием носились между поилками, гусеницы приостанавливали питание, сворачивались и падали с листьев. Авторы эксперимента полагают, что вредители пугаются пчел, принимая их за ос, которые охотятся на гусениц. Тело гусеницы покрыто специальными волосками, воспринимающими звуковые колебания воздуха.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025