| Администратор | Дата: Пятница, 16.08.2013, 17:40 | Сообщение # 1 |
|
Группа: Удаленные
|
 По мере того, как технология изготовления всё более миниатюрных, быстрых и
энергоэффективных кремниевых чипов подходит к физическим пределам,
учёные экспериментируют с множеством новых материалов, которые могли бы
стать заменой кремнию. Новое исследование, проведённое командой из
Национальной лаборатории ускорения частиц SLAC из США, добавляет в
список несколько новых многообещающих кандидатов.
В статье, недавно опубликованной в журнале «Nature Materials», они
описывают результаты своих наблюдений за процессом электрического
переключения в магнетите – природном магнитном оксиде железа.
Способность выступать в качестве переключателя, который может быть либо
«включён» (проводит ток), либо «выключен» (не проводит) является базисом
для транзистора — строительного элемента любой электрической схемы. И
хотя магнетит сам по себе не может заменить кремний, это исследование
открывает двери для других сходных материалов.
Исследования показали, что электрическое состояние магнетита может
переключаться за одну триллионную долю секунды – это в тысячи раз
быстрее, чем в современных транзисторах. В теории, компьютер, сделанный
на чипах из магнетита вместо кремния, смог бы работать во столько же раз
быстрее. Но поскольку магнетиту необходимо охлаждение до -130 градусов
Цельсия, чтобы зафиксировать его электрические заряды, он вряд ли найдёт
себе дорогу в компьютеры где-либо в обозримом будущем.
Но что впечатляет даже больше, чем сам материал – так это метод,
применённый для его исследования. До сегодняшнего дня учёные не могли
наблюдать процесс переключения состояний в конкурентах кремния,
поскольку оптические лазеры, которые применялись для этого, не были
достаточно точны. С помощью интенсивных рентгеновских вспышек, которые
длятся всего лишь одну квадриллионную долю секунды, исследователи,
наконец, сумели увидеть момент переключения материала от изолятора к
проводнику. Они также обнаружили, что только некоторые атомы материала
«включались», а остальные оставались в состоянии изолятора – однако
электроны находили способ обойти эти участки, демонстрируя, что для
выполнения функций транзистора материалу не требуется полное
переключение.
Теперь учёные надеются продолжить эксперимент с материалами, которые
могут функционировать при комнатной температуре. Одним из таких
перспективных материалов является диоксид ванадия, с которым
исследователи и работают в настоящий момент. Если им удастся найти
вещество, которое способно вести себя так же, как магнетит, но при более
высокой температуре – то следующим шагом станет поиск способа изменять
его состояние без лазера – в идеале, с помощью коротких сильных
электрических импульсов, как в традиционном транзисторе. Когда это
случится, сейчас сложно предсказать, однако исследователи полагают, что
их команда уже совершила немалый скачок в нужном направлении.
|
| |
| |
