IT-Day

Информационные технологии сегодня

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Новости Новости с иллюстрациями IBM: Графен не заменит кремний в процессорах

IBM: Графен не заменит кремний в процессорах

E-mail Печать PDF
Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 
Графен
Вручив в 2010 году Нобелевскую премию за разработку метода получения графена и изучения его основных свойств, научное сообщество показало, сколь перспективным материалом является моноатомный слой углерода с шестигональной двумерной кристаллической решеткой. Его уникальные свойства – высокая механическая жесткость, высокая тепло-, а значит, и электропроводность, высокая подвижность носителей заряда – обещают нам революцию в электронике. Предполагалось даже, что впоследствии графен сможет полностью заменить кремний в современных интегральных микросхемах, в том числе и в различного рода процессорах. Но компания IBM буквально на днях во всеуслышание заявила, что графен вряд ли приведет к закату эпохи кремниевой цифровой электроники.

Казалось бы, многочисленные успешные лабораторные эксперименты доказывали огромный потенциал графена как заменителя кремния. Сотрудники лабораторий, входящих в состав IBM, смогли получить графеновый транзистор, работающий на частоте 100 ГГц; позднее в лаборатории Калифорнийского университета был создан полевой транзистор с рабочей частотой 300 ГГц. Казалось бы, дорога к «терагерцовым» интегральным микросхемам открыта, и их разработка лишь дело времени. И все это благодаря уникальным свойствам графена.

На деле всё оказывается намного сложнее. Свойства графеновых транзисторов, показывающих чудеса быстродействия, отличаются от свойств транзисторов, которые применяются в цифровой микроэлектронике. Главный недостаток (применительно к цифровой электронике и вычислительным системам) графена заключается в отсутствии у этого материала запрещенной зоны. Другими словами, не удастся добиться двух состояний с различной проводимостью, а это является важнейшим условием для цифровой электроники. Полевые транзисторы на основе кремния, при приложении к затвору напряжения, закрываются или, наоборот, открываются (в зависимости от типа полевого транзистора). Графен построить такие транзисторы не позволяет – они будут находиться лишь в одном, проводящем (открытом) состоянии.

Итак, создание устройств цифровой электроники на основе графена оказывается невозможным. Другое дело, что применение графена в интегральных микросхемах, наряду с кремнием, может привести к созданию гибридных микросхем, расширяющих функциональность привычных сегодня микрочипов. Например, радиочастотная электроника базируется на транзисторах, для которых не так важно иметь два различных состояния (логический «нуль» и «единица»). Здесь куда важнее усилительные свойства транзисторов.
 
 Графен
 
Формирование запрещенной зоны у графена
 
Впрочем, относительно недавние исследования сотрудников Калифорнийского университета в Беркли показали, что вполне возможно сформировать запрещенную зону в графене. Был создан полевой транзистор на основе двух слоев графена. Приложив электрическое поле, перпендикулярно плоскости слоев графена, формируют столь желанную запрещенную зону. У этого подхода есть свои плюсы и минусы. Основной недостаток – ширина запрещенной зоны составляет лишь четверть ширины запрещенной зоны кремниевых устройств. То есть, полноценной замены кремнию все равно нет, подобные транзисторы подойдет разве что для создания фотодетекторов или фотодиодов. С другой стороны, исследователи обнаружили, что шириной запрещенной зоны можно управлять. А это позволяет создавать уникальные устройства оптоэлектроники, которые можно настраивать на работу с оптическим излучением нужной длины волны, либо фотоизлучатели, цвет излучения которых легко контролируется и изменяется.

Создание устройств на основе графена с запрещенной зоной расширяет спектр применения этого материала. Вполне возможно, что новые исследования позволят увеличить ширину запрещенной зоны, и тогда уже графен сможет конкурировать с кремнием. Получится ли задуманное, или нет – неясно. Но уже сейчас видно, что графен – уникальный материал, свойства которого только начинают изучать, и сейчас попросту невозможно сказать, сколь широкой окажется область его применения в микро- и наноэлектронике.
 

neolinks

Голосования

Какая соцсеть станет лучшей в 2012 году?
 

Подписаться на RSS

Новости Новости

Login Register





Войти
Register


Последние новости

Орбиту МКС скорректируют в январе 2017 года

Центр управления полетами в подмосковном Королеве очередной раз скорректирует орбиту Международной космической... 07 November 2016 Подробнее...

В РКК "Энергия" начали отрабатывать действия космонавтов на Луне

Специалисты РКК "Энергия" начали серию экспериментов по отработке действий человека на Луне с использованием... 19 September 2016 Подробнее...
Северное полушарие Сатурна

Северное полушарие Сатурна

Этот обалденный снимок газового гиганта был сделан широкоугольной камерой космического аппарата «Кассини» 25... 17 September 2016 Подробнее...

США официально запретили продажу Samsung Galaxy Note 7

Американские регуляторы издали официальный запрет на продажу смартфона Samsung Galaxy Note 7 из-за риска взрыва батареи,... 16 September 2016 Подробнее...

Мессенджер WhatsApp передаст Facebook телефоны пользователей

Мессенджер WhatsApp передаст телефоны пользователей соцсети Facebook, что станет первым изменением его политики конфиденциальности... 26 August 2016 Подробнее...

В РКК "Энергия" рассказали о полете корабля "Союз" к Луне

Пилотируемый полет к Луне не потребует дополнительной радиационной защиты для корабля "Союз", заявил журналистам... 26 August 2016 Подробнее...

Ученые нашли состоящую из темной материи галактику

Открытая галактика "Стрекоза 44" находится от нас в 330 млн световых лет и на 99,99% состоит из темной материи 26 August 2016 Подробнее...

Орбиту МКС подняли на 2,3 км для возвращения космонавтов и старта "Союза"

В соответствии с программой полёта Международной космической станции (МКС) 24 августа 2016 года проведена плановая... 24 August 2016 Подробнее...
Обнаружена одна из самых далёких нейтронных звёзд Млечного Пути

Обнаружена одна из самых далёких нейтронных звёзд Млечного Пути

    Группа исследователей, в число которых входят сотрудники ИКИ РАН, измерила расстояние до рентгеновского пульсара... 24 August 2016 Подробнее...
Скульптура "Ходячий череп"

Скульптура "Ходячий череп"

  Японский инженер Ямамото Накаджима сделал прелюбопытнейшую скульптуру - ходячий человеческий череп. Выглядит... 09 August 2016 Подробнее...

Кто на сайте

Сейчас 48 гостей онлайн

Статистика

ОС : Linux c
PHP : 5.3.29
MySQL : 5.6.33-cll-lve
Время : 14:55
Кеш : Выключен
GZIP : Выключен
Пользователи : 5208
Статьи : 372
Ссылки : 6
Просмотры материалов : 4634821