Сегодня 05 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 🔥
Эксперты Unit 42 выявили критические недостатки защиты ключей доступа в браузере Chrome 12 мин.
WhatsApp добавил тег оповещения @all и разрешил переносить участников из старых групп в новые 2 ч.
«Тантор Лабс» усилила позиции на рынке, приобретя СУБД «Персей» и её разработчиков 7 ч.
Разработчики Mafia: The Old Country показали геймплей сюжетного дополнения Man of Honor, в котором появится звезда первой «Мафии» 10 ч.
«Death Stranding 3»: кооперативное приключение Big Walk от авторов Untitled Goose Game очаровало игроков и критиков 11 ч.
Spotify не оправдала ожидания по прибыли и аудитории — акции просели 13 ч.
OpenAI назвала иск о похищении секретов Apple «безответственным, агрессивным и странно личным» 13 ч.
ИИ-агенты помогут создать аналоги CUDA, но Nvidia тоже не стоит на месте 13 ч.
Новые фракции, новые платформы и новая демоверсия: фэнтезийная 4X-стратегия Endless Legend 2 получила дату выхода из раннего доступа Steam 13 ч.
У Apple хотят отсудить более $30 млрд за распознавание лиц на фото 13 ч.
Раскрыты детали соглашения Anthropic на $10 млрд с новичком на рынке облачных вычислений 2 ч.
Выручка AMD на серверном направлении удвоилась, а общая взлетела в полтора раза 2 ч.
Samsung запустила в Южной Корее NPUaaS на базе ИИ-ускорителей FuriosaAI RNGD 6 ч.
Apple раскрыла дату презентации iPhone 18, но пока лишь сотрудникам 8 ч.
Не подлетай — опасно: угрожавший Земле астероид Апофис сам рискует пострадать от космического мусора 8 ч.
Gigabyte выпустила блок питания Aorus P1600W PCIe 5.1 AI TOP на 1600 Вт со встроенным ЖК-экраном 8 ч.
В России представили отечественный электронный коленный модуль с интеллектуальным управлением 12 ч.
Китайские астрономы обнаружили мощнейший во Вселенной ускоритель частиц — он в 4400 раз превосходит БАК 12 ч.
США намерены запретить использование китайских компонентов в американских дата-центрах 13 ч.
Qualcomm выпустила очередную версию Snapdragon 8 Elite Gen 5 — слегка урезанный Snapdragon 8 Elite Gen 5 V-series 13 ч.