Сегодня 19 июня 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 🔥
В китайских подделках GeForce RTX 4090 начали использовать пластиковые GPU 34 мин.
Учёные создали прототип сверхэнергоэффективного транзистора на квантовом эффекте группового поведения электронов 59 мин.
Rackspace развернёт ИИ-оборудование AMD на 30 МВт в ЦОД по всему миру 60 мин.
Amazon начала переговоры о продаже своих ИИ-ускорителей Trainium сторонним ЦОД 2 ч.
Одноплатник AAEON UP WCL размером с кредитку получил чип Intel Wildcat Lake и 24 Гбайт RAM 2 ч.
Panasonic выделила $2 млрд на расширение производства аккумуляторов для энергохранилищ ИИ ЦОД 2 ч.
Развитие небольших моделей ИИ для ПК угрожает OpenAI и Anthropic — часто они не хуже больших LLM 3 ч.
Мировые поставки умных часов в I квартале 2026 года сохранили темпы роста 5 ч.
В устройствах Apple с чипами A12 и A13 найдена неустранимая уязвимость, подходящая для джейлбрейка 5 ч.
В NASA испытали «шагающий» ровер — он карабкается на скалы и ездит «крабиком» 5 ч.