Purduen yliopiston tutkijat ovat löytäneet uuden kaksiulotteisen materiaalin, joka on johdettu harvinaisesta telluurista. Telluriiniksi kutsutusta materiaalista voi tehdä transistoreita, jotka kuljettavat virtaa mikrosiruilla erittäin nopeasti.
Löytö lisää luetteloa äärimmäisen ohuista, kaksiulotteisista materiaaleista, joilla insinöörit ovat pyrkineet parantamaan mikrosirujen transistoreiden toimintanopeutta.
Muut kaksiulotteiset materiaalit, kuten grafeeni, mustafosfori ja siliseeni, eivät ole stabiileja huonelämpötilassa tai eivät ole toteutettavissa tuotantomenetelmillä, joita tarvitaan valmistaa nanoteknisesti tehokkaita transistoreita suurinopeuksille piireille.
- Transistorien täytyy ajaa huomattavia virtoja, jotta toteuttaa nopeaa elektroniikkaa. Yksiulotteiset langat, joista tällä hetkellä muodostetaan transistoreita, ovat hyvin pieniä poikkileikkauksiltaan. Mutta kaksiulotteinen materiaali, joka toimii arkkina, voi siirtää virtaa laajemmalla poikkileikkausalalla, sanoi Purduen sähkö- ja tietotekniikan professori Peide Ye.
Telluureeni on kaksiulotteinen kalvo, jonka tutkijat löysivät telluurista. Sillä on stabiili, arkkimainen transistorirakenne, jossa on nopeammin liikkuvat kantajat eli elektronit ja aukot.
- Vaikka telluuria ei ole luonnossa valtavia määriä, tarvitsemme sitä vain vähän syntetisointiin liuosmenetelmän kautta. Ja tietyssä erässä meillä on erittäin suuri tuotantosaanto kaksiulotteista tellureenimateriaalia, toteaa Purduen apulaisprofessori Wenzhuo Wu.
Koska elektroniikkaa käytetään tyypillisesti huonelämpötilassa, luonnostaan vakaat tellureenitransistorit ovat käytännöllisempiä ja kustannustehokkaampia kuin muut kaksiulotteiset materiaalit. Ne vaativat tyhjökammiota tai alhaisen käyttölämpötilan vastaavan vakauden ja suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Tellureenin suuremmat kidehiutaleet merkitsevät myös vähemmän hiutaleiden ja elektronien liikkeiden välisiä esteitä. Tämä on ongelma, joka johtuu muiden kaksiulotteisten materiaalien lukuisemmista, pienemmistä hiutaleista.
- Hyvä kantajien liikkuvuus huoneen lämpötilassa mahdollistaa enemmän käytännön sovelluksia. Nopeammin liikkuvat elektronit ja aukot johtavat sitten korkeampiin virtoihin sirulla, Ye visioi.
Tutkijoiden mukaan tellureeni voisi olla monitoiminen materiaali, jolla voi olla käyttöä hyvin monissa sovelluksissa. Tällaisia voivat olla esimerkiksi joustavat painetut laitteet, jotka muuntavat mekaaniset värinät tai lämmön sähköksi.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 8.6.2018
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
