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:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Случайная новость из Архива 2004 год глазами Intel 16.01.2004 Intel распространила прогноз Дэвида Смита, авторитетного эксперта по развитию технологий и связи относительно своей корпорации. Приведем некоторые выдержки из этого прогноза. Благодаря развитию беспроводных технологий вычислительные и коммуникационные устройства смогут определять свои пространственные координаты и использовать их при работе. Именно эта тенденция в различных формах и видах проявится в наступившем году наиболее ярко. Отрасли, в которых эта тенденция найдет применение, сделают стремительный рывок, а сама эта тенденция окажет заметное влияние на изменения в модели бизнеса, основанной на поставщиках, в схеме управления ресурсами предприятия и в том, как будут вести себя конечные потребители, делая покупки. К привычным уже технологиям Hyper-Threading и Centrino добавятся новые: LaGrande, обеспечивающая повышенную безопасность информации при пользовании компьютером, и Vanderpool, дающая пользователям свободу выбора при разбивке системы на разделы. Уменьшение размера и стоимости микроэлектронных устройств приведет к кардинальному изменению природы связи. В 2004-05 годах появится тенденция, при которой техника (в том числе и бытовая) будет "общаться" с другой техникой без участия человека. По словам Смита, домашние беспроводные сети станут рациональным решением для обеспечения связи компьютеров с такими устройствами, как холодильники, стиральные машины, сушилки, автоматические охранные системы и многие другие бытовые устройства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026