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:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Карбид-кремниевые MOSFET серии CoolSiC 14.03.2021 Обобщив богатый опыт и ноу-хау в сфере силовой электроники, компания Infineon представляет CoolSiC MOSFET - революционную технологию, позволяющую кардинально улучшить параметры устройств. По сравнению с традиционными ключами на базе кремния, такими как IGBT и MOSFET, карбид-кремниевые (SiC) полевые транзисторы обладают существенными преимуществами. Приборы CoolSiC выпускаются на напряжения 1700, 1200 и 650 В. Они идеальны для таких применений, как инверторы для солнечной энергетики, системы хранения энергии, электропривод, различные зарядные устройства и ключевые источники электропитания. Карбид-кремниевые транзисторы сочетают в себе отличные характеристики, надежность и простоту использования в разработках. Технология CoolSiC существенно повышает КПД и надежность новых устройств силовой электроники.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026