Сегодня 08 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 🔥
В Steam и на консолях вышел киберпанковый шутер Sprawl Zero, вдохновлённый Half-Life 2 и F.E.A.R. — первые игроки в восторге 9 мин.
Chrome стал получать обновления каждые две недели — ИИ изменил правила в сфере безопасности 2 ч.
Microsoft разгневала пользователей, превратив обои Windows 11 в рекламный щит 2 ч.
Фэнтезийный боевик с духом легендарных аркад прошлого Absolum взял курс на новые платформы 3 ч.
Microsoft установила новый рекорд, выпустив более 650 патчей за один день 3 ч.
Дата выхода, цена и 15 минут геймплея: Nintendo устроила демонстрацию ремейка The Legend of Zelda: Ocarina of Time для Switch 2 4 ч.
«Google Фото» будут удалять файлы из корзины вдвое быстрее — на передумать оставят 30 дней 4 ч.
Google предупредила о снижении качества поиска в Европе и назвала, кто в этом виноват 5 ч.
«Мы выпустили прекрасную игру»: Riot отказалась признавать ошибкой провальный файтинг 2XKO по League of Legends 5 ч.
Цифровую модель нервной системы плодовой мушки научили играть в Doom и Super Mario 64 6 ч.
Phanteks выпустила корпуса EX5 с отдельными «комнатами» для матплаты, видеокарты и блока питания 2 ч.
SteelSeries представила дорогой геймпад Aeon Pro для Xbox и PC с дисплеем и ценой $260 2 ч.
Arm анонсировала платформу Neoverse CSS N4 для 128-ядерных серверных процессоров для ИИ ЦОД 3 ч.
«Добро пожаловать в Хогвартс»: Realme представила смартфон Realme 16 Pro Harry Potter и наушники Buds T500 Pro Harry Potter 3 ч.
Китайская Rayson представила ноутбучную память LPDDR5X LPCAMM2-9600 ёмкостью 96 Гбайт 3 ч.
IonQ собралась выпускать квантовые компьютеры сотнями — представлена платформа Superion 256 на ионных ловушках 4 ч.
Chieftec показала на IFA 2026 большой корпус Atlas, мощные БП и новые системы охлаждения 4 ч.
Qualcomm разработает для Amazon ускорители инференса ИИ 5 ч.
Аналитики предрекли Apple быструю победу на рынке складных смартфонов 5 ч.
Intel обработала миллион 300-мм кремниевых пластин на оборудовании High-NA EUV 5 ч.