خبر یزد

آخرين مطالب

ابداع ترانزیستورهای 3 بعدی که برتر از فناوری سیلیکون هستند علمي

ابداع ترانزیستورهای 3 بعدی که برتر از فناوری سیلیکون هستند
  بزرگنمايي:

خبر یزد - ایسنا / دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) از ترانزیستورهای سه بعدی بسیار کارآمد رونمایی کردند که می‌توانند از فناوری سیلیکونی پیشی بگیرند. این ترانزیستورهای سه بعدی جدید با استفاده از مواد نیمه‌رسانای فوق نازک طراحی شده‌اند.
پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) نوع جدیدی از ترانزیستورهای سه بعدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند نسبت به ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون فعلی از نظر انرژی کارآمدتر و قدرتمندتر باشد.

این ترانزیستورهای سه بعدی جدید با استفاده از مواد نیمه‌رسانای فوق نازک طراحی شده‌اند.
یانجیه شائو(Yanjie Shao) فوق دکترای MIT و سرپرست این مطالعه می‌گوید: این یک فناوری با پتانسیل جایگزینی سیلیکون است، بنابراین می‌توانید از آن با تمام عملکردهایی که در حال حاضر سیلیکون دارد، اما با بهره‌وری انرژی بسیار بهتر استفاده کنید.
ترانزیستورها مکانیک کوانتومی را برای دستیابی به عملکرد بالا در ولتاژ پایین در یک ناحیه نانومقیاس مهار می‌کنند.
اندازه کوچک آنها راه را برای عصر جدیدی از الکترونیک فوق متراکم، با کارایی بالا و کم‌مصرف هموار می‌کند.
غلبه بر محدودیت‌ها
ترانزیستورهای سیلیکونی به عنوان سوئیچ‌های الکترونیکی عمل می‌کنند. یک اعمال ولتاژ ساده باعث تغییر حالت چشمگیر در ترانزیستور، از خاموش به روشن می‌شود. این حالت روشن/خاموش نشان دهنده ارقام باینری است که محاسبات را امکان‌پذیر می‌کند.
بازده یک ترانزیستور به شیب سوئیچ آن مرتبط است. شیب تندتر به طور مستقیم با مصرف انرژی کمتر ارتباط دارد. این بدان معنی است که ترانزیستور را می‌توان به سرعت روشن و خاموش کرد و به زمان کمتر و در نتیجه انرژی کمتری نیاز دارد.
با این حال، یک محدودیت اساسی به نام «حد بولتزمن»(Boltzmann tyranny)، حداقل ولتاژ مورد نیاز را برای عملکرد ترانزیستور در دمای اتاق تحمیل می‌کند.
این حد به طور کلی در ترانزیستورهای سیلیکونی یافت می‌شود و این ترانزیستورهای جدید برای غلبه بر آن از مواد نیمه‌رسانای فوق نازک و مکانیک کوانتومی برای دستیابی به عملکرد بالا در ولتاژ پایین استفاده می‌کنند.
محققان MIT برای ساخت این ترانزیستورهای جدید به مواد نیمه‌رسانای گالیم آنتی‌مونید(gallium antimonide) و آرسنید ایندیم(indium arsenide) روی آوردند.
علاوه بر این، آنها اصول تونل‌زنی کوانتومی را در معماری دستگاه خود گنجانده‌اند. در این پدیده، الکترون‌ها می‌توانند در موانع احتمالی نفوذ و از آنها عبور کنند.
هندسه منحصر به فرد این ترانزیستور
ترانزیستورهای تونل‌زن اغلب از جریان خروجی کم رنج می‌برند. این محدودیت مانع از عملکرد آنها در برنامه‌های کاربردی می‌شود، چرا که برای عملکرد کارآمد نیاز به جریان بالا دارند.
برای رفع این مشکل، مهندسان بر روی هندسه سه بعدی ترانزیستورها کار کردند. برای این کار، آنها ساختارهای ناهمگون نانوسیمی با قطر تنها 6 نانومتر ساختند که این کار منجر به ایجاد کوچکترین ترانزیستورهای سه بعدی گزارش شده تا به امروز شد.
این تکنیک به لطف محصور شدن کوانتومی به آنها کمک کرد تا به شیب‌های سوئیچ شدن تیز و جریان بالا دست یابند. محصور شدن کوانتومی زمانی اتفاق می‌افتد که الکترون‌ها به فضاهای کوچک محدود شوند.
این محدودیت پتانسیل تونل‌زنی پیشرفته را باز می‌کند و عملکرد دستگاه را متحول می‌کند.
شائو می‌گوید: ما انعطاف‌پذیری زیادی برای طراحی این ساختارهای ناهمگون مواد داریم، بنابراین می‌توانیم به یک مانع تونل‌زنی بسیار نازک دست پیدا کنیم که به ما امکان می‌دهد جریان بسیار بالایی داشته باشیم.
در طول این آزمایش، دستگاه‌ها شیب سوئیچ شدن تیزتری نسبت به ترانزیستورهای سیلیکونی معمولی نشان دادند. این بدان معناست که آنها می‌توانند حالت‌ها را سریع‌تر و کارآمدتر تغییر دهند و راه را به روی دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر باز کنند.
بر اساس بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران، این ترانزیستورها نسبت به ترانزیستورهای مشابه بهبود عملکرد 20 برابری را نشان دادند.
شائو خاطرنشان کرد که این اولین بار است که توانستیم با این طراحی به چنین شیب سوئیچ شدن دقیقی دست پیدا کنیم.
محققان در تلاشند تا فرآیند ساخت این را ترانزیستورها بهبود بخشند تا از عملکرد ثابت ترانزیستور در کل تراشه اطمینان حاصل کنند.
آنها برای تقویت بیشتر یکنواختی در حال بررسی طرح‌های جایگزین ترانزیستورهای سه بعدی مانند ساختارهای باله‌ای شکل عمودی هستند.
این یافته‌ها در مجله Nature Electronics منتشر شده است.

لینک کوتاه:
https://www.khabareyazd.ir/Fa/News/679149/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

ضد آفتاب جدیدی که پوست را خنک می‌کند

دلیل چاقی بعد از کاهش وزن کشف شد

مدارس یزد فردا چهارشنبه 5 دی ماه 1403 تعطیل است؟ | تعطیلی مدارس یزد فردا 5 دی 1403

پیش بینی وضعیت آب و هوا یزد فردا چهارشنبه 5 دی ماه 1403 | هواشناسی یزد 24 ساعت آینده

اتصال کامل شهرک صنعتی یزد به تصفیه‌خانه و شبکه فاضلاب

آغاز مراسم افتتاحیه دوازدهمین دوره المپیاد ورزش محلات یزد

بخشی از کتاب/ ملت عشق

روایتی عاشقانه از پشت جبهه جنگ

بزرگتر شدن مغز با فعالیت غیر عادی روده

سیستم دفاعی باکتری روده انسان به ندرت به‌روزرسانی می‌شود

اولین نانوایی دولتی مراکز درمانی یزد افتتاح شد

بازخوانی کتیبه تاریخی منحصر‌به‌فرد در یزد

«تانکی زیر درخت کریسمس»؛ رمانی درباره مقاومت فرهنگی و اجتماعی فلسطین

صحبت های شنیدنی دکتر انوشه

«‌جی‌پی‌تی-5» ارزش هزینه کردن نداشت!

ایجاد خاصیت آنتی‌باکتریال روی شیرآلات با نانوذرات

وضعیت مبهم زبیر نیک نفس برای دیدار مقابل چادرملوی اردکان

برگزاری انتخابات هیئت مدیره سازمان نظام مهندسی در 5 استان

دستگیری قاتل فراری در یک استان دیگر

پیکارهای لیگ برتر اسکواش بانوان کشور در شیراز آغاز شد

مراسم اختتامیه مسابقات رالی خانوادگی ایثارگران سراسر کشور در استان مازندران برگزار شد

چاپ کتابی درباره تلفیق رساله شیخ اشراق و حکایت سیمرغ در نینوا

عرضه هجده روایت از هجده نویسنده در باب قرآن

ویرایش ژن عوامل آلزایمر را در مغز موش‌ها کاهش داد

ذخایر استراتژیک استان یزد تامین شد

پیش بینی آب و هوای یزد برای فردا چهارشنبه 5 دی 1403

این استقلالی بازی مقابل چادرملو را از دست داد

تاکید بر انسجام بنیاد شهید و امورایثارگران مازندران با کانون خادمیاران رضوی

پیام تسلیت رییس بنیاد شهید و امور ایثارگران در پی درگذشت مادر شهیدان والامقام «مهجور»

داستان جالب رستم

او را پدر شعر فارسی می‌نامند!

قتل هولناک در یزد/ قاتل پس از تعقیب و گریز دستگیر شد

کشف تصادفی یک دسته جدید از انفجارهای کیهانی 100 برابر درخشان‌تر از خورشید

تلسکوپ «جیمز وب» ترکیب یخی عجیبی در یک سیارک دنباله‌دار کشف کرد

ردیابی سیگنال‌های قلب و مغز تا 2.5 میلی ولت ممکن شد

مرمت 50 هزار مترمربع از معابر منطقه بافت تاریخی یزد با صرف 450 میلیارد ریال

اعتبار 500 میلیارد تومانی برای آزادسازی طرح‌های شهری یزد

چادرملو اردکان و استقلال تهران؛ تقابل دو سبک متفاوت فوتبال

شرکت متخلف به‌دلیل عدم اجرای تعهدات ارزی نقره‌داغ شد

همایش ملی تجلیل از رتبه‌های برتر کشوری آزمون سراسری سال 1403 ویژه شاهد و ایثارگر برگزار شد

کارگاه آموزشی سواد رسانه‌ای با حضور مسئولان فضای مجازی وزارت‌خانه‌ها برگزار شد

رودکی سمرقندی؛ پیشگام در شعر فارسی

در راه رسیدن به تو گیرم که بمیرم

رودکی مادرزاد نابینا بود یا کور شده بود؟

ویدیویی از سوختن ماهواره چین بر فراز آمریکا

تعطیلات کریسمس در ایستگاه فضایی بین‌المللی چگونه می‌گذرد؟

تغییر زمان برگزاری دو دیدار هفته پانزدهم لیگ برتر والیبال

فرار از بحران فقط یک راه دارد

قتل هولناک در یزد / قاتل پس از تعقیب و گریز دستگیر شد

خبری بد برای استقلالی‌ها