Сегодня 20 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 🔥
Новая статья: Solarpunk — выживание под солнечными лучами. Рецензия 10 ч.
«Спасибо за вашу страсть к игре»: Valve поздравила Counter-Strike с 27-летием 13 ч.
Никакого ИИ в браузере — Vivaldi пообещала «сохранить человеческий подход к просмотру веб-страниц» 15 ч.
Слухи: амбициозный самурайский боевик Onimusha: Way of the Sword от Capcom выйдет на три недели раньше запланированного 16 ч.
Google заявила о готовности запустить программу верификации разработчиков и приложений 17 ч.
В последнем обновлении Windows 11 сломалась «Корзина» и запуск приложений Office 18 ч.
У Google Android 17 проявились первые сбои: исчезают виджеты, отказывает Wi-Fi в приложениях 20 ч.
Alibaba Cloud делает ставку на развитие во Франции, а Европа желает получить больше контроля над ИИ-инфраструктурой 20 ч.
Глава PlayStation уклонился от ответа на вопрос о будущем эксклюзивов Sony на ПК, но инсайдер прояснил план компании 20 ч.
Telegram не смог отменить временную блокировку в Индии 21 ч.
Hyundai полностью выкупит Boston Dynamics у SoftBank 9 ч.
Зонд NASA Lucy встретил кувыркающийся астероид-гантель и нашёл на нём следы древней воды 12 ч.
«Логарифмический» ИИ-ускоритель Tensordyne Napier обещает выскоую производительность при минимальном энергопотреблении 14 ч.
Современные роботы освоили многое, но окружающий мир они всё ещё не понимают 14 ч.
«Не можем создать смартфон», — Nothing отменила выпуск CMF Phone 3 Pro из-за роста цен на память 16 ч.
Сбербанк этой осенью представит человекоподобных роботов собственной разработки 17 ч.
Потребительский SATA SSD выдержал 15 000 полных перезаписей за 16 лет и продолжает работать 17 ч.
Cloud.ru начал строительство собственного ЦОД в Московской области 18 ч.
В Тасмании начали строить «чёрный ящик Земли» — сверхзащищённый бункер с климатическим архивом планеты 18 ч.
Выход SpaceX на биржу сделал миллиардерами членов совета директоров и сотрудников компании 18 ч.