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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Freecom Hard Drive XS 3.0 - внешний жесткий диск с USB 3.0 24.11.2009 Первый в мире внешний жесткий диск с интерфейсом USB 3.0 анонсирован компанией Freecom. Устройство, выполненное в формфакторе 3,5 дюйма, заключено в противоударный прорезиненный корпус. Предусмотрено три варианта объема хранимой информации (1, 1,5 и 2 ТБ). При использовании USB 3.0 заявленная скорость передачи данных составит 130 МБ/с. Терабайтовую модель будут продавать в Европе по цене 119 евро.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026