Графеновые транзисторы ускорят компьютеры в тысячи раз

Американские физики заявляют о создании первых "магнитных" графеновых транзисторов, которые могут работать в тысячи раз быстрее, чем их кремниевые конкуренты, и при этом потребляют в сто раз меньше энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Для дальнейшего развития цивилизации нам нужны все более быстрые компьютеры, способные просчитывать новейшие климатические модели, симуляции космического пространства и проводить все более сложные экономические расчеты. Кремниевые технологии давно достигли своего предела, и мы больше не можем опираться на них", — рассказывает Райан Гельфанд (Ryan Gelfand) из университета Центральной Флориды в Орландо (США).

С момента открытия графена в 2004 году российско-британскими физиками Андреем Геймом и Константином Новоселовым ученые пытаются приспособить этот материал для создания электроники. Однотипные проблемы — высокие токи утечки, сложности в работе с графеном и проблемы при нанесении подложки-изолятора — мешают физикам создать транзисторы, приспособленные для промышленного производства.
Эти проблемы, как показывают опыты самих нобелевских лауреатов и их российских коллег, можно решить, сочетая графен с "настоящими" полупроводниками или объединяя листы графена в многослойные конструкции, однако в таком виде многие его плюсы становятся менее впечатляющими, чем в момент открытия этого материала. Поэтому сегодня ученые все чаще обращают внимание на другие "двухмерные" материалы, изначально являющиеся полупроводниками, — дисульфид молибдена, нитрид бора и другие сложные соединения.

Гельфанд и его коллеги предлагают использовать графен для создания не обычных транзисторов, а их "магнитных" аналогов, в которых движением электронов управляют магнитные, а не электрические поля.

Работа подобных транзисторов, как объясняют ученые, обеспечивается одним из необычных свойств графена — электричество начинает течь через него быстрее при приложении магнитного поля, а не медленнее, как для большинства других материалов. Соответственно, меняя напряженность и направление магнитного поля, можно управлять прохождением тока через графен, что фактически аналогично работе обычного транзистора.
Американские физики очень остроумно подошли к реализации этой идеи — создали графеновый транзистор, не используя сам графен. Он представляет собой набор из трех углеродных нанотрубок: одной дефектной, с частичным "разрывом" посередине, что делает ее эквивалентом узкой полоски из графена, и двух нормальных нитей, играющих роль источника магнитных полей.

Ток в таком транзисторе, если напряжение в двух контролирующих нанотрубках постоянно, может течь только в одном направлении, и его сила будет зависеть от того, как много тока пропускается через боковые углеродные нити. Соответственно, понижая или повышая его силу, ученые могут закрывать или открывать "затвор" транзистора. Более того, меняя силу тока в каждой из трубок по отдельности, можно заставить один такой транзистор выполнять некоторые логические функции, что заметно снижает сложность устройства микросхем.
Главные плюсы этих транзисторов в том, что помимо сверхвысокой скорости переключения они могут работать на частоте в два терагерц и их можно соединять напрямую. Это выгодно отличает их от других типов графеновой электроники и, по словам Гельфанда, позволяет создавать аналоги полупроводниковых логических схем из нанотрубок и графена уже сейчас.

Главный недостатк "магнитного" транзистора в том, что он работает при сверхнизких температурах — не более 70 градусов Кельвина (минус 203 градуса Цельсия). Как отмечает физик, эта проблема решаема, и уже сегодня есть способы заставить графен вести себя таким образом и при комнатной температуре. https://ria.ru/science/20170614/1496462892.html

Добавлено after 2 minutes 3 seconds:
Алмазные транзисторы сделают компьютеры неуязвимыми для радиации
Японские физики научились создавать относительно дешевые и простые алмазные транзисторы, чье промышленное производство поможет ускорить работу обычных компьютеров в десятки раз и сделает их неуязвимыми для радиации, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.
"Наша конечная цель – создание микросхем, состоящих из алмазных транзисторов. Мы надеемся, что наши наработки позволят создать экономичные вычислительные устройства, способные работать при сверхвысоких температурах и при облучении радиацией", — заявил Ясуо Коиде (Yasuo Koide) из Национального института изучения материалов в Цукубе (Япония).

Транзисторы представляют собой устройства, избирательно пропускающие электрический ток. Управляемая проводимость этих приборов зависит от типа их конструкции и свойств полупроводника. Как правило, при уменьшении размеров устройства сила побочных эффектов возрастает, что побуждает ученых и инженеров точнее размещать компоненты транзисторов и разрабатывать новые методы защиты от токов утечки и других помех. Эти утечки накладывают фундаментальный предел на размеры транзисторов – как сегодня считают физики, кремниевые транзисторы, чей затвор будет меньше, чем в 5 нанометров, принципиально невозможно создать. По этой причине ученые сегодня пытаются приспособить другие материалы, такие как пленки из сульфида молибдена, графена или углеродных трубок.

Коиде и его коллеги предлагают заменить кремний не на графен, а на его природного "собрата" – природные или синтетические алмазы. Эта форма углерода, как отмечают ученые, проводит тепло в несколько раз лучше, чем медь и другие металлы, и обладает полупроводниковыми свойствами, если внутри алмаза содержатся включения из атомов некоторых других элементов, таких как водород, бор или азот.
Сложности в "точечном" добавлении этих включений, как рассказывают японские физики, мешали использованию алмазов в микроэлектронике, так как разные регионы транзисторов на их базе должны иметь разные электрические свойства. Команда Коиде решила эту проблему, научившись выращивать пленки из оксида иттрия – соединения, обладающего сильными изолирующими свойствами – прямо на поверхности алмаза.

Эта изоляция, как объясняют ученые, необходима для работы затвора транзистора – ключевой его части, управляющей тем, может ли проходить через него ток или нет. Когда на затвор подается ток, он создает электрическое поле внутри транзистора, мешающее или помогающее электронам "перепрыгивать" из входа транзистора на его выход.

Чем тоньше изоляция, отделяющая затвор от остальной части транзистора, тем "качественнее" он будет переключаться между включенным и выключенным состоянием и меньше нагреваться. Оксид иттрия, как отмечают физики, позволяет добиться максимально быстрой работы транзистора за счет крайне малой толщины этого слоя.
Алмазные транзисторы, созданные японскими физиками, можно изготовлять при помощи обычных электронных пушек, применяемых сегодня в полупроводниковой индустрии, что должно ускорить их проникновение в цифровые гаджеты и микросхемы, применяющиеся в экстремальных условиях. К примеру, алмазная электроника может стать незаменимой для роботов, применяющихся при ликвидации аварий на АЭС или для работы в открытом космосе. https://ria.ru/science/20170516/1494426600.html

ну все.. ваще.. ахуеть ЗБС... Жисть наладиццо тапереча
как-то сидя на толчке лет 10 назад листая старую тетрадь расстрелянного совецкого ученого, читал подобное..

Добавлено after 4 minutes 37 seconds:

ну 3.14здец ваще

"Масяня! я тебе подарок принес! Тока он в дверь не пролазит." (Хрюндель)

Фигня! Будуюсчее, как подсказывает прошлое, за вольфрамовыми спиральками!!!

Пздц конкретный.

А вот не надо было советским учёным отдыхать на берегу Тибра - тогда бы у них ничего и не стибрили.

*_Кстати, поиск по этой строчке находит вот этот текст :

Спойлер

Цитата:

Листая старую тетрадь расстрелянного генерала
Я тщетно силился понять, как ты могла себя отдать
На растерзание вандалам
Из мрачной глубины веков ты поднималась исполином
Твой Петербург мирил врагов высокой доблестью полков
В век золотой Екатерины
Россия, Россия!

Разверзлись с треском небеса, и с визгом ринулись оттуда
Срывая головы церквям и славя нового царя
Новоявленные иуды
Тебя связали кумачом и опустили на колени
Сверкнул топор над палачом, а приговор тебе прочел
Кровавый царь, великий гений
Россия, Россия!

Священной музыкой времен над златоглавою Москвою
Струился колокольный звон, но даже самый тихий, он
Кому-то не давал покоя
А золотые купола кому-то черный глаз слепили
И раздражалась сила зла, и, видно, так их доняла
Что ослепить тебя решили
Россия, Россия!

Листая старую тетрадь расстрелянного генерала
Я тщетно силился понять, как ты могла себя отдать
На растерзание вандалам
О, генеральская тетрадь, забытой правды возрожденье
Как тяжело тебя читать
Обманутому поколенью

Да уж! Но, это пока не полноценный полупроводниковый прибор, скорее музейный экспонат.
Полупроводниками на основе алмазов занимаются и наши, правда информации об этом очень немного.
https://scientificrussia.ru/articles/al ... lektroniki

Авторы путают полевые транзисторы с биполярными! Это ж пОзОрище!

Не ускорят. Скорость компьютеров давно уже упирается не в скорость транзисторов, а в скорость распространения сигнала (скорости света маловато, чтобы ток успевал пройти по проводникам внутри процессора). Надо уменьшать физические размеры кристаллов процессора, но и тут уже практически достигли предела, меньше уже не сделать. Если только совсем не на много.

ДЫК... уже давно ссылку давал на "вакуумные полевики" - и технологичны (при микроразхмерах можно и в газовой среде работать без абсолютна вакуума) и шустренькие.

А точну ссыль на статью в радиолоцмане ... ШКЛЕРОЗЬ...

Вот ссылка на Радиолоцман: http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=160932

Добавлено after 9 minutes 18 seconds:
Да и потом сколько бы лет не прошло и сколько бы наши-ненаши придумщики бы не пыжились, а замены кремнию в полной мере один хрен не будет, так что дрочево это всё, не более

А как же нитрид-галлиевые транзисторы?
http://www.compel.ru/lib/ne/2015/7/2-mo ... i-kremniya
Были даже арсенид-галивые 3П910Б-2, 3П930Б-2 и др...

какая красота была!

Новая тема: Транзисторы Дубущего для думУющих!

Пожалуйста, широкие картинки под спойлер! Не все выходят в интернет с фулл-ХэДэ экраном!

Не все отрасли заинтересованы в СВЧ.

Вoт жду - не дождусь, чтобы на всех транзисторах появилась крошечная кнопочка с механических шаговым переключателем.
Сдох транзистор какой-то, понюхал-отыскал его на плате, пинцетиком нажал на «чудо кнопку» и шаговое реле перекинуло контакты на следующий кристалл в запасе…
Вот это было бы «чудо техники»: Взял прибор в руки, вскрыл, нюхнул, куда-то иголкой нажал и… За минутный ремонт без паяльника запросил круглую сумму!

P.S.: А эти ваши графеновые транзисторы в быту - ни увидишь, ни понюхаешь…

Выглядеть будет как-то так?



По-моему, это опять какая-то хитромудрая схема печатания денег получилась.