Сегодня 26 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 🔥
ИИ-агенты OpenAI оставили миллион следов взлома Hugging Face в открытом интернете 2 ч.
Qualcomm раскрыла план по освобождению от монополии Nvidia в сфере ИИ 6 ч.
ИИ-агенты OpenAI массово атаковали базы данных онлайн в поисках малоизвестных сведений 7 ч.
Дональд Трамп и Си Цзиньпин обсудили вопросы безопасности ИИ при личной встрече, но воздержались от подробных заявлений 7 ч.
OpenAI в ближайшие недели выпустит предварительную версию ИИ-модели GPT-6 Cyber для сферы кибербезопасности 9 ч.
RuStore могут сделать обязательным для предустановки на все смарт-ТВ в России 16 ч.
Новая статья: SPRAWL zero — в свинцовом потоке. Рецензия 16 ч.
«Плод того же отравленного дерева»: Sony и Universal снова подали в суд на ИИ-генератор Suno за кражу музыки 18 ч.
Мне бы в небо: критики вынесли вердикт Ace Combat 8: Wings of Theve 19 ч.
Amazon запретила ИИ-агенту Meta Muse совершать покупки и сделает то же с аналогами от Google и OpenAI 21 ч.
Claude нашёл «новый CRISPR», но учёные засомневались в значимости открытия Anthropic 2 ч.
Обнаружить микробную жизнь на спутнике Сатурна Энцеладе может оказаться проще 2 ч.
К запуску подготовлен первый аппарат Otter для сервисного обслуживания спутников в космосе 6 ч.
Подорожавшая память грозит добить дешёвые ноутбуки — Qualcomm обещает спасение в виде Snapdragon C 6 ч.
Апелляционный суд США оставил за Anthropic статус угрозы для национальной безопасности 8 ч.
Solidigm собралась привлечь $15 млрд в ходе IPO, которое станет крупнейшим в истории США 10 ч.
Tesla пока не может выйти на запланированный объём производства 20 000 роботов Optimus в неделю 10 ч.
MSI представила три AM4-платы на чипсете AMD B550 для процессоров Ryzen 3000, 4000G и 5000 10 ч.
Слухи: Apple до конца года выпустит iPad mini с OLED-экраном, колонки HomePod mini 2 и приставки Apple TV 4K 16 ч.
Noctua захотела охлаждать мощные чипы в ПК по-серверному — компания адаптирует микроканальную технологию 19 ч.