Сегодня 29 сентября 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.

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 🔥
Календарь релизов — 28 сентября – 4 октября: The Witcher 3 Remastered и Ace Combat 8 4 ч.
Красочный ритм-платформер Suri: The Seventh Note получил дату релиза — игра выйдет до конца октября 4 ч.
«Впиши своё имя в историю легендарной серии»: Acer проведёт первый в России любительский турнир Predator League Open Cup по Valorant 5 ч.
Anthropic представила Claude Sonnet 5.5 — почти как Opus, но вдвое дешевле 5 ч.
Паранормальный симулятор библиотекаря Something is Wrong with the Library отправит игроков сортировать книги и избавляться от нечисти 6 ч.
Культурный мегапроект соавтора Disco Elysium скоро выйдет из тени — объявлена дата анонса амбициозной ролевой игры Red Rooster 8 ч.
CD Projekt Red раскрыла полный список улучшений и окончательные системные требования The Witcher 3: Wild Hunt — Remastered 9 ч.
Minecraft получит первое за 15 лет новое измерение — продажи игры превысили 425 миллионов копий 10 ч.
ИИ-агентов научат соблюдать «границы»: Nvidia представила платформу Open Agent Safety 11 ч.
«Давненько я так сильно не ждал игру»: релизный трейлер Ace Combat 8: Wings of Theve разгорячил фанатов перед скорым взлётом 11 ч.
Anthropic получит доступ к ИИ-инфраструктуре Akamai в рамках сделки на $11,6 млрд 37 мин.
29-граммовая мышь для геймеров: Pulsar выпустила X2F CrazyLight под пальцевый хват и с передовой начинкой 4 ч.
Google пообещала обновить «многие» хромбуки до Googlebook OS — а остальным пообещала поддержку до 2034 года 4 ч.
Новая статья: Обзор смартфона Samsung Galaxy S26 FE: неисправимый консерватор 4 ч.
Thermal Grizzly и Noctua выпустили монитор питания видеокарт WireView Pro II с очень тихим вентилятором 5 ч.
Представлены смарт-часы Honor Watch 6 Pro, которые умеют звать на помощь при исчезновении пульса 7 ч.
«Культурный ренессанс»: Bose представила проводные наушники с шумоподавлением за $99 8 ч.
Хуанг уверен в дальнейшем росте Nvidia: компания расширила выкуп акций на рекордные $150 млрд 9 ч.
Мини-ПК за $7399: представлена рабочая станция Minisforum на Ryzen AI Max+ Pro 495 с 192 Гбайт памяти и SSD на 2 Тбайт 9 ч.
Honor представила Magic 9 — компактный флагман со Snapdragon 8 Elite Gen 5, парой 200-Мп камер ARRI и поддержкой телеконвертеров 11 ч.