Сегодня 18 августа 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Эта игра будет невероятной»: финальный трейлер тактической стратегии Star Wars Zero Company от ветеранов XCOM заинтриговал фанатов 6 ч.
В открытый доступ попал геймплей Star Wars: Magellan — отменённого мультиплеерного боевика от ветеранов Diablo 9 ч.
У GitHub произошёл глобальный сбой — половина запросов оборачивается ошибкой 9 ч.
Проверенный инсайдер рассекретил дату выхода и наполнение Diablo IV для Nintendo Switch 2 10 ч.
В Firefox для iPhone появился встроенный блокировщик рекламы, но блокирует он не всё 10 ч.
Apple предписали убрать препятствия для сторонних приложений на iPhone и iPad 10 ч.
Geekom случайно раздавала вредоносное ПО вместе с драйвером для мини-ПК — компания извинилась перед пользователями 10 ч.
«Ещё одна причина жить дальше»: культовое психоделическое приключение Sally Face спустя 10 лет получит продолжение 11 ч.
Достойный сиквел, но не конкурент Elden Ring: критики вынесли вердикт Mortal Shell 2 12 ч.
«Яндексу» приписали создание тестов на традиционные ценности для ИИ 15 ч.
Lexar выпустила Thor Ultra — SSD с PCIe 5.0, до 4 Тбайт и скоростью до 11 Гбайт/с 4 ч.
В Нидерландах запустили беспилотный автобус — он возит людей бесплатно и без водителя 5 ч.
Новая статья: ИИ, который всегда с тобой 5 ч.
Концепция европейского ИИ-суверенитета Mistral AI включает создание 1 ГВт мощностей и… китайские LLM 11 ч.
AOC перевыпустила 27-дюймовый игровой монитор Agon Pro AG276UZ с круговой поляризацией и режимами 4K@240 Гц и 1080@480 Гц 12 ч.
В России внедрена поддержка полностью кириллических адресов электронной почты в доменах .RU и .РФ 13 ч.
Бигтехи потратят на ИИ на $3 трлн больше, чем говорят — большая часть расходов скрыта за балансом 13 ч.
Lenovo сообщила о рекордных результатах первого финансового квартала 14 ч.
Intel неожиданно привлекла до $23 млрд — аналитики увидели признаки успеха её контрактного бизнеса 15 ч.
CoreWeave продлила использование NVIDIA A100 до 2029 года 16 ч.