Vedci zničili 80-ročnú tradíciu. Vyvinuli počítač z neuveriteľných materiálov
Kremík bol desaťročia základným stavebným prvkom moderných počítačov, smartfónov a ďalších elektronických zariadení. Tento materiál umožnil zmenšovanie tranzistorov a zvyšovanie výpočtového výkonu v súlade s Moorovým zákonom. Tím z Pennsylvania State University však nedávno predstavil plne funkčný výpočtový systém, ktorý sa bez kremíka úplne zaobíde. Namiesto toho využíva dvojicu dvojrozmerných polovodičov, ktoré majú hrúbku iba jedného atómu.
Výsledok výskumu bol zverejnený v prestížnom časopise Nature a predstavuje významný míľnik vo vývoji alternatívnych elektronických platforiem. Ide o prvý komplementárny metal-oxidový polovodičový (CMOS) počítač vytvorený výlučne z dvojrozmerných materiálov.
Materiály novej generácie
Na konštrukciu zariadenia výskumníci použili dva rôzne polovodičové materiály. Disulfid molybdénu (MoS₂) slúži ako materiál pre tranzistory typu n, zatiaľ čo diselenid wolfrámu (WSe₂) bol použitý pre tranzistory typu p. Táto kombinácia je kľúčová pre vytvorenie CMOS architektúry, v ktorej sa striedajú dva typy tranzistorov zabezpečujúcich nízku spotrebu energie a vysokú spoľahlivosť.
Hlavný riešiteľ projektu, profesor Saptarshi Das, uviedol, že dvojrozmerné materiály si na rozdiel od kremíka zachovávajú výborné elektrické vlastnosti aj pri extrémne malých rozmeroch. To ich predurčuje na použitie v elektronike budúcnosti, kde je miniaturizácia rozhodujúcim faktorom.
Výrobný proces a parametre zariadenia
Na prípravu aktívnych vrstiev výskumníci využili technológiu metalorganickej chemickej depozície z pár (MOCVD). Tá umožnila vytvoriť veľkoplošné vrstvy oboch materiálov, ktoré sa následne spracovali na funkčné tranzistory. Tím vyrobil viac ako tisíc tranzistorov každého typu a starostlivo doladil ich prahové napätia, čo je nevyhnutné pre stabilnú funkciu logických obvodov.
Finálny systém, patriaci do kategórie One Instruction Set Computer (OISC), pracuje pri frekvencii do 25 kHz. Napriek nízkej frekvencii oproti konvenčným kremíkovým zariadeniam dokáže vykonávať základné logické operácie pri extrémne nízkej spotrebe energie.
Doktorand Subir Ghosh, hlavný autor článku, doplnil, že tím vyvinul aj numerický model, ktorý zohľadňuje technologické variácie medzi jednotlivými zariadeniami. Tento model umožňuje predpovedať výkonnostné limity systému a jeho porovnanie s existujúcimi kremíkovými riešeniami.
Podľa Dasa ide o zásadný technologický pokrok. Vývoj kremíkových technológií trval viac než osemdesiat rokov. Dvojrozmerné materiály sa začali systematicky skúmať až po roku 2010. Napriek tomu už dnes umožňujú vytvoriť základnú verziu plne funkčného výpočtového systému.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Vedci prekopali všetko, čo vieme o živote vo vesmíre. Mimozemské baktérie sa môžu skrývať všade. Aj tam, kde je večná tma
Staré EV batérie dostali nový život, ktorý spaľováky nikdy nepoznajú. V Texase ukladajú 24 MWh energie a napájajú stovky domácností
Ľudstvo nemá kam ukladať energiu. Zachráni nás „zabudnutý” typ batérie, ktorú už 146 rokov nevyužívame
Hawking mal pravdu, desivý jav zničí celý vesmír. Objav ale ukazuje čosi nevídané
300-ročný meteorit nechal vedcov v nemom úžase. Skrýval „zázračný materiál“, aký fyzika nepoznala
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Zrážka vlaku s autom: Muži z vozidla zmizli, zasahujú všetky zložky
Potravinové poukážky pre dôchodcov v hodnote 75 eur: Maďarsko už rozdáva. Pridá sa aj Slovensko?
Slovenskí medici snívali o záchrane životov, stretli sa s byrokraciou a cynizmom: „Sme vnímaní ako niečo medzi záťažou a nutným zlom“
Neurológ varuje pred zradnou infekciou, ktorá ohrozuje nervový systém: Tínedžerka po hre s mačkou dočasne ochrnula
24-ročná Slovenka si vybudovala rešpekt v Dubaji: „Prvý kontrakt s 300 miliónovou firmou som podpísala v 18 rokoch“
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vojenskí experti prišli s víťazným plánom: Nad Ukrajinou bude lietať stovka európskych stíhačiek
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Nemeckí tankisti bojujú proti ruským vojskám. Vojnový film ukazuje temnú stránku Wehrmachtu
- Z prehliadaného paliva urobia „novú ropu“. Arabi budujú svätý grál čistej energie za 270 miliárd dolárov
-
- Vojenskí experti prišli s víťazným plánom: Nad Ukrajinou bude lietať stovka európskych stíhačiek
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Čína dostala tvrdý odkaz. Taiwan predstavil ultimátnu zbraň proti invázii za 24 miliárd dolárov
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
-
- Zmeny v STK zaskočili Slovákov. Vysoké pokuty hrozia aj tým, ktorí auto už nemajú (PREHĽAD)
- Vojenskí experti prišli s víťazným plánom: Nad Ukrajinou bude lietať stovka európskych stíhačiek
- Žiadna pokuta, rovno ti zoberú vodičák. Tieto činnosti za volantom nikdy nerob (PREHĽAD)
- Vesmír možno práve odhalil svoj najväčší trik. Astronómovia hovoria o objave, ktorý mení učebnice
- Kolaps ľudskej spoločnosti príde nečakane skoro. Vedcov vystrašil počítač s realistickou predpoveďou
Veľká novinka pre majiteľov smart hodiniek. Najväčší operátor prichádza s užitočnou funkciou
EÚ zaskočila svet. Nečakaná krajina môže cez Rusko vyvážať uhlie napriek sankciám
Audi sa rúti dolu kopcom. Zisk sa prepadol o vyše 37 % a problémy nekončia
Slovensko čelí digitálnej invázii. Týždenne nás napadnú tisíce kyberútokov
Slovensko zažije krvavý Mesiac. Blíži sa veľké úplné zatmenie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP