Альтернатива кремнию для микросхем

15.08.2017

Специалисты Стэнфордского университета нашли потенциальную замену кремнию в микросхемах будущего: два полупроводниковых материала, способных формировать тонкие пленки и окисляться. Это диселениды гафния и циркония.

По словам ученых, из этих материалов можно изготавливать работоспособные электронные схемы толщиной всего три атома, что невозможно в случае кремния. Толщина таких схем - примерно 0,6-0,7 нм, тогда как кремниевые транзисторы толщиной менее 5 нм не удается сделать работоспособными, поскольку при уменьшении размеров элементов свойства материала меняются нежелательным образом.

Важным достоинством диселенидов гафния и циркония, роднящим их с кремнием, является способность окисляться, формируя пленку изолятора. Причем, по диэлектрической проницаемости эта пленка превосходит диоксид кремния. Другие полупроводники приходится покрывать слоем диэлектрика, что сопряжено с дополнительными техническими сложностями.

Для работы электронным приборам из новых материалов будет нужно даже меньше энергии, чем схемам из кремния. Говоря точнее, по ширине запрещенной зоны диселениды гафния и циркония, как и кремний, находятся в оптимальном диапазоне: если бы она была уже, высокие токи утечки препятствовали бы надежной работе, а если бы она была шире, возросло бы энергопотребление.

Исследователи признают, что пока еще есть проблемы, которые необходимо решить, чтобы использование новых материалов стало возможно. Одна из них - электрические соединения между транзисторами толщиной всего три атома.

<< Назад: Новое цифровое производство микро- и макроспутников с имитатором космоса 15.08.2017

>> Вперед: Умное окно с малым временем затемнения 14.08.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Восстановление зрения с помощью беспроводных имплантов 26.07.2020 Сочетание защитных видео-очков и фотоэлектрических сетчаточных имплантов делает восстановление зрения более практичным. С момента появления в 1968 году первого имплантируемого стимулятора для восстановления зрения разработка сетчаточных имплантов неотступно сопровождалась проблемами громоздкости. Попытки втиснуть в зрительную систему человека массу электроники с проводами, кабелями и индукционными катушками всегда представлялись нелегким делом. Джеймс Лудин (James Loudin) и его коллеги по Стэнфордскому университету в Калифорнии отыскали выход, который благодаря использованию особых очков, направляющих инфракрасные сигналы с глаз и проецирующих их на имплантированную сетку силиконовых фотодиодов, позволяет разрешить многие из этих проблем. Система упрощает имплантацию и при этом передает зрительные данные и питание непосредственно имплантам, исключая необходимость в каком-либо массивном внешнем источнике питания. Лудин и его коллеги продемонстрировали работоспособность своей системы, используя инфракрасные лучи для раздражения сетчатки глаз у крыс, которым были имплантированы фотодиоды. Карманный компьютер обрабатывает изображения, зафиксированные миниатюрной камерой, и передает их на пару очков, подобных существующим видео-очкам, а действующая в непосредственной близости от глаза проекционная система передает эти изображения глазу и на фотодиодную сетку импульсными вспышками в ближнем инфракрасном диапазоне. В свою очередь, сетка раздражает внутренние нейроны сетчатки. Система Лудина частично решает проблемы прежних методов с использованием имплантов, поскольку фотоэлектрические импланты гораздо тоньше и являются беспроводными, а импульсы одновременно доставляют фотоэлектрической сетке визуальную информацию и питают ее, сокращая число составляющих, которые необходимо имплантировать. Фотоэлектрическая система также дает пациентам возможность в пределах визуального поля обозрения очков разглядывать визуальную сцену собственными глазами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026