Australialaisen Monash-yliopiston ja sikäläisen FLEET-tutkimusorganisaation tutkijat ovat askeleen lähempänä ratkaisun löytymiseksi nykyaikaisen tietoliikenteen ja tietojenkäsittelyn hukkaan menevän energian minimoimiseksi. Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneesti vaihtaneet topologisen eristeen on- ja off -tiloja sähkökentän avulla.
Tämä tarkoittaa käytännössä, että materiaalista voitaisiin luoda toimiva topologinen transistori. Sellaiset hukkaisivat paljon vähemmän energiaa kuin tavanomainen transistori. Tieto- ja viestintätekniikka kuluttaa globaalisesti nykyään 8 prosentista kaikesta sähköstä ja määrä kaksinkertaistuu joka vuosi.
Topologiset eristeet käyttäytyvät sisätiloiltaan sähköisinä eristeinä, mutta voivat kuljettaa virtaa reunapintojaan pitkin lähes olemattomalla energiahävikillä. Vaikka vaihdettavia topologisia eristeitä on ehdotettu teoriassa, tämä on ensimmäinen kerta, kun kokeilu on osoittanut, että materiaali voi vaihtaa tilaansa huoneenlämmössä, toteavat tutkijat.
Varsinainen kokeilu tehtiin Yhdysvaltain energiaministeriön Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratoriossa (Berkeley Lab), jossa kytkentä toteutettiin altistamalla materiaali pienivirtaiselle sähkökentälle.
MIT:n ja Coloradon yliopiston tutkijat ovat puolestaan valmistaneet 3D-transistorin, jonka koko on alle puolet tämän päivän pienimmistä kaupallisista malleista. Tätä varten he kehittivät uuden mikrovalmistuksen tekniikan, joka modifioi puolijohdemateriaalia atomi kerrallaan.
Vuonna 2016 Colorado-yliopiston tutkijat kehittivät termisen ALE-tekniikan, joka muistuttaa läheisesti ALD:ää ja perustuu "ligandivaihteluksi" kutsuttuun kemialliseen reaktioon. Tätä tekniikkaa käyttämällä tutkijat valmistivat 3D-transistoreja, jotka ovat kapeimmillaan 2,5 nanometriä ja tehokkaampia kuin niiden kaupalliset vastineensa.
Suurin osa tutkijoiden FinFETtejä oli leveydeltään alle 5 nanometriä ja korkeus noin 220 nanometriä. Niiden transkonduktanssi oli noin 60 prosenttia parempi kuin perinteisillä FinFET-transistoreilla, kertovat tutkijat.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 14.12.2018
