Сегодня 10 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 🔥
Контрабанда на рыбалке: секретная версия отменённого боевика Contraband от авторов Just Cause четыре года скрывалась в файлах другой игры 57 мин.
Meta выпустила открытую ИИ-модель Muse Glimmer для запуска прямо на ПК 2 ч.
No Man’s Sky исполнилось 10 лет, а игроки не исследовали и 1 % планет — на подходе следующее большое обновление 3 ч.
Второй раз за шесть лет в открытый доступ попал исходный код CS:GO — на этот раз куда более свежий 4 ч.
Valve заявила о возможной утечке данных пользователей в результате кибератаки на её европейского партнёра по логистике 5 ч.
Цукерберг раскритиковал закрытые ИИ-модели и поддержал принцип открытости исходного кода 5 ч.
Российский рынок ИИ превысил 316 млрд рублей 5 ч.
VK создала ИИ-модель для анализа действий пользователей и составления нейропрофилей 7 ч.
«Смотреть будут все, и вы тоже»: глава Take-Two призвал всех подписаться на Netflix, чтобы не пропустить расширенный показ GTA VI 7 ч.
Вид от первого лица, вырезанный контент и управление как в Oblivion: датамайнер показал, как Demon’s Souls выглядела за два года до релиза 8 ч.
Nintendo пообещала бесплатно отремонтировать консоли, повреждённые землетрясением в Кумамото 6 ч.
AMD без лишнего шума анонсировала мобильные процессоры Ryzen 5 439 и Ryzen 7 449 без NPU 6 ч.
Складной iPhone Ultra 3 получит более крупные дисплеи — его анонс ожидается через два года 6 ч.
Сотрудники SK hynix создают новый профсоюз, чтобы ещё эффективнее выколачивать премии из руководства 7 ч.
«ГЛОНАСС» представил систему отслеживания общественного транспорта при сбоях интернета 7 ч.
Lenovo вдвое расширила предприятие в США для выпуска серверов и НРС-систем 9 ч.
TSMC продолжает грести деньги благодаря ИИ — июльская выручка взлетела на 45 % 10 ч.
Samsung ускоряет разработку собственных человекоподобных роботов 10 ч.
Создатель Kimi K3 готовится к IPO — ради этого Moonshot AI придётся перестроить всю компанию 11 ч.
Новая статья: NVIDIA Vera: 88 «олимпийских» Arm-ядер для ИИ-агентов 12 ч.