Сегодня 19 августа 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали прототип сверхэнергоэффективного транзистора на квантовом эффекте группового поведения электронов

Учёные из США впервые измерили отклик у прототипа транзистора, работающего на эффекте волны зарядовой плотности. Сила ответного сигнала оказалась в 10–100 раз выше, чем можно было ожидать исходя из напряжения на управляющем электроде. Это открывает перспективы создания крайне маломощных транзисторов с высокими выходными токами. При этом существующие технологии производства чипов, вероятно, не потребуют радикальной перестройки.

 Источник изображения: UCLA

Источник изображения: UCLA

В некоторых материалах и при определённых условиях электроны начинают двигаться согласованно, проявляя свою волновую природу. Это явление известно как волна зарядовой плотности (ВЗП). Команда исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) под руководством профессора Александра Баландина впервые смогла количественно оценить отклик электронного прибора, использующего этот эффект.

В работе использовался трисульфид тантала (o-TaS3) — квазиодномерный материал, в котором электроны и кристаллическая решётка образуют согласованное состояние, известное как электронно-решёточный конденсат. Именно он служит средой для распространения волн зарядовой плотности. В отличие от обычной проводимости, где носители заряда рассматриваются как отдельные частицы, здесь они реагируют на внешнее воздействие коллективно.

Для эксперимента учёные изготовили наномасштабные прототипы полевых транзисторов на основе кристаллов TaS3 толщиной всего несколько нанометров. Электрическое поле создавалось затвором, а радиочастотные измерения позволяли отслеживать изменения плотности заряда в состоянии волны зарядовой плотности. Ключевой результат оказался неожиданным: изменения плотности заряда в конденсате на один-два порядка превосходили значения, которые можно было бы ожидать, исходя только из геометрии затвора. Иными словами, материал реагировал на управляющее поле намного сильнее, чем обычные полупроводники.

Даже слабое внешнее воздействие оказалось способным перестраивать весь конденсат, создавая отклик, значительно превосходящий обычную полевую модуляцию в традиционном полупроводниковом канале. Авторы также впервые смогли разделить вклад отдельных электронов и коллективного состояния волны зарядовой плотности, определить его квантовую ёмкость и построить зонную диаграмму такого транзистора.

Практический интерес работы заключается в том, что архитектура экспериментальных устройств напоминает структуры, уже используемые в кремниевой микроэлектронике: канал, затвор и управление электрическим полем. Пока речь идёт лишь о демонстрации концепции, а не о готовом транзисторе. Тем не менее результаты указывают на альтернативный способ управления током при меньших напряжениях и энергозатратах. Если этот подход удастся масштабировать, материалы с волнами зарядовой плотности могут найти применение в новых маломощных транзисторах, элементах памяти и других компонентах электроники будущего, где усиление сигнала обеспечивается не повышением напряжения, а коллективным поведением электронов.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Windows 11 попрощается с утилитой WMIC, из-за чего старые скрипты могут перестать работать 40 мин.
OpenAI впервые притормозила гонку ИИ — после побега агента и взлома Hugging Face компания приостановила часть обучения 2 ч.
Apple снова прогнулась под ЕС — правила App Store упростят, а комиссии понизят 2 ч.
На Android вот-вот введут 24-часовой карантин для непроверенных приложений — их установка станет гораздо сложнее 2 ч.
После IPO руководство Anthropic получит привилегии при голосовании, перед этим компания собирается привлечь кредит более чем на $10 млрд 2 ч.
Августовский патч для Windows 11 вызывает сбои в некоторых играх и другие проблемы 8 ч.
GOG спасла классическую версию Prince of Persia: The Sands of Time для будущих поколений 11 ч.
Паранормальный боевик Control Resonant ушёл на золото за месяц до релиза, а диски с игрой задержатся 11 ч.
Разработчики амбициозной вампирской ролевой игры The Blood of Dawnwalker снизили системные требования, но есть нюанс 12 ч.
OpenAI представила ChatGPT для подростков — он предназначен для образования и защищён от вредоносного контента 13 ч.
Sony оценила беспроводные колонки Pulse Elevate для PS5, Portal, ПК и Mac в $220 — они поступят в продажу 12 ноября 43 мин.
Уцелевший после приводнения в Индийском океане Starship добуксировали до Острова Рождества 2 ч.
Новая статья: Обзор складного смартфона Samsung Galaxy Z Fold8, который делает подобные устройства более осмысленными 7 ч.
Zalman выпустила двухбашенные кулеры CNPS15X BP и CNPS12X BP для процессоров с TDP до 285 Вт 7 ч.
Thermal Grizzly начала продавать скальпированные AMD Ryzen 9 9950X3D2 за $1400 8 ч.
За шесть лет производительность стоечных решений AMD возрастёт в двадцать раз 8 ч.
«Наши запасы исчерпаны» — Crucial отказывает пользователям в гарантийной замене SSD 9 ч.
Интернет в России снова засбоил — крупный узел связи пострадал из-за перебоев питания 9 ч.
Квантовый интернет стал ближе — запутанность фотонов впервые сохранили при передаче по не пойми каким проводам 11 ч.
MSI оценила ноутбук Prestige 14 Flip AI+ Vincent van Gogh Edition с картинами Ван Гога в €2499 12 ч.