Компјутерски чип без полуводича? Како то функционише?

Ових дана аутоматски повезујемо рачунаре и разне мобилни уређаји са чиповима направљеним од полуводичких транзистора. Заправо, транзистор је дуги низ година био свеприсутна електронска компонента.

Међутим, то није увек био случај. У прошлости су се у електронским уређајима користили уређаји звани вакуумске цеви или вентили.

Транзистори наспрам вакуумских цеви / вентила

А транзистор је бинарни уређај који делује као прекидач или спречава или дозвољава струји да тече. Транзистори се такође могу користити за појачавање сигнала. Израђене су од полуводичког материјала.

А Вакуумска цев такође је у стању да контролише проток струје, али то постиже користећи другачији механизам транзистора. Такође су много већи од транзистора.

У основи, након увођења транзистора, индустрија електронике кренула је феноменалним темпом. Ово је могуће захваљујући њиховом сталном смањивању захваљујући дизајну и технолошком напретку.

Да бисмо ово истакли, савремени електронски уређаји садрже буквално милијарде транзистора, и они се уклапају у релативно мала паковања.

Како се број транзистора у уређајима током година повећавао, тако се повећала и моћ прераде и могућности ових уређаја.

Укратко, транзистори и друга електроника заснована на полуводичима су феноменална. Треба, међутим, имати на уму да они нису без својих проблема. Због својстава полуводичких материјала, проток електрона је донекле ограничен, што може спречити уређаје да раде тако идеално као што би то желели.

Обећавајућа нова технологија

У могућем одговору на ово питање, инжењерски истраживачки тим на Универзитету Калифорнија у Сан Диегу (УЦСД) су недавно направили уређаје за микро-скали сличне некада популарним цевима / вентилима.

Белешка: Ови уређаји могу довести до свих врста узбудљивих технологија попут бољих соларних ћелија и чак се могу користити и изван електроничке индустрије у областима као што су фотохемија и фотокатализа, што може бити корисно чак и у разним применама у окружењу.

У тим се уређајима електрони ослобађају у слободни простор, што значи да тамо нема материјала који би ограничио њихов проток. Ово је сјајно, али за ослобађање ових електрона обично је потребно много енергије као што је случај са цевима / вентилима који су данас на тржишту.

За ослобађање електрона обично су потребне високе температуре / високи напон. Ово очигледно није потребно за полуводичке уређаје, а ови услови нису погодни за уређаје који се ослањају на микроелектронику. Ово је једна од многих ствари које би помогле у порасту технологије полуводича.

Тим са УЦСД-а, међутим, заузео је нов приступ како би решио овај проблем. Њихови уређаји су направљени тако што се назива метас површина од злата, монтирана на силиконској плочици са слојем силицијумовог диоксида који је залеђен између.

За ослобађање електрона тим користи двоструки приступ; на уређаје се примењују ниски напон и инфрацрвени ласер са ниским напоном. То доводи до ослобађања електрона који су у основи извађени из метала услед стварања јаког електричног поља након активирања ласером и напоном.

Перформансе и изглед

У тестовима, након активирања, уређаји су показали повећање проводљивости од хиљаду процената. Ови уређаји још увек нису савршени, али су само замишљени као доказ концепта.

Водитељ тима, професор Дан Сиевенпипер, изјавио је да ова врста уређаја није способна да замени читав спектар полуводичких уређаја, али верује да ће им се истаћи подручја као што су апликације које захтевају високе фреквенције или велику снагу.

Тим истражује методе побољшања својих уређаја као и боље разумевање начина на који раде и истражује све могуће апликације.