Сегодня 09 ноября 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 🔥
Эксклюзивы PlayStation вернулись: Sony стала маркировать главные игры PS5 знаком PlayStation Exclusive 49 мин.
Instagram с помощью ИИ вычислит «миллионы подростков» по всему миру — даже если они притворяются взрослыми 2 ч.
Тернус решил ускорить разработку ПО Apple — для этого придётся ослабить контроль 5 ч.
Apple бросилась догонять OpenAI и Meta: Тернус требует превратить Siri в мощного ИИ-агента 8 ч.
Сооснователь BioWare рассказал, сколько будет стоить спасение Mass Effect 9 ч.
Broadcom вспомнила о небольших компаниях и выпустила VMware vSphere Express с поддержкой до 128 ядер 12 ч.
Инсайдеры раскрыли планы Ubisoft на Assassin’s Creed про Древний Рим, а Codename Hexe придётся подождать 12 ч.
«Лаборатория Числитель» выпустила платформу «Штурвал ML/AI» для ML- и AI-нагрузок в Kubernetes 21 ч.
Запуск World of Warcraft: Forever установил рекорд по числу одновременных игроков за всю историю WoW 23 ч.
Роботов с ИИ оказалось легко обмануть: искажённая картинка заставляет их легко выполнять опасные команды 08-11 20:05
Лунная ракета NASA SLS продырявила ионосферу Земли так, что это могло вызвать фатальные сбои GPS 26 мин.
Китай вступился за Дженсена Хуанга и назвал шпионский скандал клеветой 2 ч.
Илон Маск хочет догнать Samsung по объёму производства DRAM — Terafab замахнулась на миллион пластин в месяц уже к 2032 году 2 ч.
Google представила ИИ-ускорители TPU 8tx и TPU 8i Max, заточенные под конфиденциальность и огромные контексты 3 ч.
BYD представила китайский Rolls-Royce: люксовый электромобиль Yangwang умеет плавать и стоит больше $300 000 3 ч.
Xiaomi раскрыла дату глобального анонса флагманов Xiaomi 18 Pro и Pro Max 4 ч.
Скандал вокруг Дженсена Хуанга показал, насколько Nvidia зависит от своего основателя и его детей 5 ч.
Алмазная пластина размером с пиццу: учёные совершили прорыв в создании основы для суперчипов будущего 5 ч.
6 ГВт для ИИ в аризонских пустынях — SpaceXAI намерена построить крупнейший в мире ЦОД 6 ч.
IBM, AMD и ORNL запустили платформу для разработки технологий квантовой коррекции ошибок 6 ч.