Сегодня 06 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные выяснили, насколько ещё можно уменьшать транзисторы

Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) представили методику расчёта квантового предела уменьшения транзисторов. С определённого момента квантовый эффект туннелирования приводит к неконтролируемому росту утечек тока. Методика даёт количественное представление о методах противодействия этим процессам, чтобы производители чипов двигались к наименее возможному транзистору не на ощупь, а осознанно.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Методика основана на широко используемой в квантовой физике теории функционала плотности. Научный мир с успехом использует её для моделирования электронных структур молекул материалов. При правильном подходе теория полностью годится для предварительной и довольно точной оценки предела масштабирования будущих полупроводниковых устройств. Эта задача становится особенно важной на фоне перехода индустрии к так называемым 2-нм техпроцессам, когда маркетинговое название функционального элемента уже не совпадает с реальными физическими размерами транзисторных структур, а сами элементы всё ближе подходят к квантово-механическим ограничениям.

Главная проблема миниатюризации состоит в том, что при слишком малых размерах элементов электроны начинают проходить через энергетические барьеры, которые в классической физике должны были бы их остановить. Это явление известно как квантовое туннелирование. Для транзистора оно означает рост паразитных токов утечки и ухудшение управления током между истоком и стоком. Экспериментально нащупать такие пределы крайне сложно: область контакта между металлическим электродом и полупроводниковым каналом имеет атомарно ничтожные размеры, а её геометрию и электронную структуру трудно контролировать с достаточной точностью.

В качестве модели для доказательства работы своей методики исследователи использовали однослойный дисульфид молибдена MoS2 — двумерный полупроводник, который рассматривается как один из кандидатов в базовые материалы для транзисторов следующего поколения. Для MoS2 были рассчитаны контакты с разными металлами, включая скандий, серебро, золото и палладий. Расчёты проводились для двух вариантов архитектуры: с верхним контактом и с краевым контактом.

Моделирование показало, что критическая длина туннелирования не является постоянной величиной: она зависит от работы выхода металла (того, насколько легко электрон покидает металл) и геометрии контактной структуры. Иными словами, предел миниатюризации можно сдвигать подбором материала электрода и способом соединения металла с двумерным каналом. И это хорошая новость, которая даёт надежду на дальнейшее уменьшение размеров транзисторов.

По расчётам KAIST, при оптимальном выборе металла и структуры контакта критическую длину туннелирования можно снизить до уровня менее 4 нм — настоящих, а не маркетинговых. Для транзисторов n-типа перспективной оказалась схема верхнего контакта с металлами с малой работой выхода, а для p-типа — краевой контакт с металлами с высокой работой выхода. Это не означает немедленного появления массовых транзисторов с такими размерами, но даёт инженерам новый инструмент проектирования: вместо дорогостоящего перебора опытных образцов можно заранее оценивать контактное сопротивление, режим туннельной утечки и предельную масштабируемость 2D-транзисторов на атомном уровне.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
OpenAI подтвердила причастность своих ИИ-агентов к захвату немецкого сайта 9 мин.
Новая статья: WheelMates — без ветерка. Рецензия 14 ч.
Суд разрешил конкуренту X использовать слово твит и логотип птицы, но запретил имя Twitter 24 ч.
Windows 11 будет сообщать приложениям возраст пользователя 24 ч.
В поглощении Hugging Face компанией Nvidia оказалось много символизма — возможно, неслучайного 24 ч.
Спамеры стали использовать ASCII-подмену символов — раньше так взламывали ИИ 05-09 12:21
В независимом тестировании OpenAI GPT-6 Astra оказалась почти не лучше предшественницы 05-09 12:01
Новая статья: Resonance: A Plague Tale Legacy — корабль, с которого сбежали крысы. Рецензия 05-09 00:07
Основателя Oracle вызвали в Конгресс — компания за восемь лет выполнила лишь десятую часть контракта для военных, а денег хочет почти втрое больше оговоренного 04-09 23:30
Crusoe заключила крупнейшую за свою историю облачную сделку с Jane Street — $13 млрд за 5 лет 04-09 23:16
Выручка Foxconn на крыльях ИИ-бума в августе выросла на 52 %, и это только начало, как считают в компании 7 ч.
AMD анонсировала рабочую станцию Threadripper Halo Station с Instinct MI350P для ИИ-задач 21 ч.
ASUS анонсировала ИИ-серверы на чипах Intel Xeon 6 и AMD EPYC 9006 21 ч.
В 2027 году Apple выпустит умную камеру, которая записывает только нужные события 05-09 12:41
Бюджетные Galaxy A помогут Samsung нарастить поставки, пока конкуренты сокращают производство на фоне роста цен на память 05-09 12:17
Google, Oppo и Vivo вслед за Apple добавят два слоя стекла в складные дисплеи смартфонов 05-09 11:06
Apple усилила наём сотрудников в Китае — потребовались специалисты в области ИИ и не только 05-09 10:36
Samsung и Arm собираются разработать для OpenAI чип, который будет выпускаться по 2-нм технологии 05-09 09:58
GoPro пообещала сохранить преданность «вашему общему энтузиазму» 05-09 09:58
Разочарование инвесторов организацией дебюта Tesla Cybercab привело к снижению курса акций компании на 6 % 05-09 07:10