Сегодня 18 июня 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 🔥
Курировавшая реорганизацию Meta руководитель уйдёт из компании 29 мин.
Требования властей США к Anthropic для разблокировки ИИ-моделей практически труднореализуемы 35 мин.
Игроки Crusader Kings 3 смогут почувствовать себя Папой Римским — трейлер и дата выхода дополнения By God Alone 37 мин.
ИИ уже превосходит обычных медиков в точности определения диагноза 2 ч.
Mozilla представила дорожную карту Firefox на фоне падения аудитории, исчисляемого миллионами человек в месяц 3 ч.
Великобритания потребовала от Google повысить прозрачность поисковой выдачи 3 ч.
NVIDIA стала лидером во всех тестах MLPerf Training 6.0 8 ч.
Новая статья: Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная 9 ч.
Моддер показал геймплей Dark Souls 2 с бесшовным кооперативом — игроки в восторге 11 ч.
Assassin’s Creed Black Flag Resynced ушла на золото за три недели до релиза — ремейк «Чёрного флага» выйдет в срок 14 ч.
AST SpaceMobile начала запускать гигантские интернет-спутники пачками — в космос отправлены BlueBird 8, 9 и 10 24 мин.
Обновлённая колонка Google Home получила интеграцию с Gemini и поступит в продажу 25 июня 51 мин.
SK hynix объявила о начале поставок образцов памяти HBM4E 2 ч.
Второе поколение Apple iPhone Air весной 2027 года предложит вторую камеру и увеличит время работы от батареи 4 ч.
Тим Кук признался, что дефицит памяти вынудит Apple поднять цены на свои устройства 4 ч.
В США заработал суперкомпьютер Lynx с интерконнектом Cornelis Omni-Path CN5000 7 ч.
Dell заняла первое место среди производителей серверов благодаря рекордному количеству заказов на ИИ-системы 8 ч.
Sandisk оценила SSD Optimus GX PRO 850P ёмкостью 8 Тбайт для PS5 почти в пять раз дороже самой консоли 13 ч.
Полный комплект комплектующих и аксессуаров Asus ROG 20th Anniversary Collection Edition оценён в $16 580 в Китае 13 ч.
MSI наделила свои платы для Intel поддержкой половинчатых модулей DDR5 HUDIMM 15 ч.