Forscher der Universität Cambridge haben einen neuen Transistor aus dünnen Filmen aus Indium, Gallium und Zinkoxid entwickelt , der mit Energie aus der Umwelt arbeitet. Das einzigartige Design des Transistors ermöglicht es Geräten, mehrere Monate oder sogar Jahre ohne Batterie zu arbeiten. Diese Technologie eröffnet breite Perspektiven für die Entwicklung tragbarer oder implantierbarer Elektronik. Die Wissenschaftler präsentierten die Ergebnisse ihrer Arbeit am 21. Oktober 2016 in der Zeitschrift Science.„Dies wird zu einem neuen Designmodell für Sensoren mit extrem geringem Stromverbrauch für Berührungsschnittstellen und analoge Signalverarbeitung in tragbaren und implantierbaren Geräten führen. Sie alle sind für das Internet der Dinge von entscheidender Bedeutung “, sagte Arokia Nathan, Professorin für technische Wissenschaften, eine der Autoren der Studie.Indium, Gallium und Zinkoxid (IGZO), eine Neuentwicklung der Ingenieure von Cambridge, ist ein Halbleitermaterial, aus dem Dünnschichttransistoren hergestellt werden. Seit 2012 werden solche Transistoren in einigen Flachbildschirmen, Smartphones und Tablets verwendet. Bisher wurden IGZO-Transistoren aufgrund teurer Geräte und eines ziemlich langwierigen Prozesses zur Erstellung einer einzelnen Probe nicht in Massenproduktion gebracht. Es ist möglich, dass die Technologie, mit der das "Cambridge" -Beispiel erstellt wurde, weniger Kosten erfordert.IGZO-Transistoren arbeiten im Ruhemodus als Computer. Der neue Transistor wird mit den kleinsten Leckströmen nahe dem Ausschaltzustand betrieben. Dieses Leck an der Kontaktstelle zwischen den Metall- und Halbleiterkomponenten des Transistors, der sogenannten " Schottky-Barriere ", ist eine unerwünschte Eigenschaft. Dieser kleine "Teil" des Stroms ist vergleichbar mit dem Tropfen von Wasser aus einem fehlerhaften Wasserhahn und ist allen Transistoren gemeinsam. Wissenschaftlern gelang es erstmals, diesen Fehler zu begünstigen und funktional zu nutzen. Diese Eigenschaft der neuen Transistoren eröffnet neue Möglichkeiten für den Entwurf des Internet der Dinge-Systems."Wir haben das gemeinsame Verständnis, was ein Transistor sein sollte, in Frage gestellt", sagt Professor Nathan. "Wir haben festgestellt, dass die Schottky-Barriere, die die meisten Ingenieure zu vermeiden versuchen, tatsächlich ideale Eigenschaften für tragbare oder implantierbare Elektronik aufweist, die für die Überwachung unserer Gesundheit von Interesse sind.": . , , . , , , , . , , . .
„Dies ist ein originelles Transistordesign. Diese Art der Ultra-Low-Stromversorgung ist eine Voraussetzung für die Entwicklung verschiedener Arten neuer Geräte, bei denen die Funktion der „Intelligenz“ im Wesentlichen wichtig ist und nicht die Geschwindigkeit. Die vollständig autonome Elektronik in solchen Geräten wird heute realer. Sie können an der von der Umwelt empfangenen Hintergrundenergie arbeiten, was die Betriebsdauer verlängert “, sagte Gehan Amaratunga, Professor der Entwicklungsabteilung.Das Design des Transistors ermöglicht es Ihnen, das Signal zu verstärken. Die Betriebsspannung des Transistors beträgt weniger als ein Volt, wobei der Energieverbrauch unter einem Milliardstel Watt liegt. Dieser extrem niedrige Stromverbrauch macht sie am besten für Anwendungen geeignet, bei denen Funktionalität und Haltbarkeit wichtiger sind als Geschwindigkeit. Was in der Tat in der Idee des Internet der Dinge liegt."Wenn wir auf der Grundlage dieses Designs Energie aus einer normalen AA-Batterie beziehen könnten, könnte dies eine Milliarde Jahre lang funktionieren", sagte Dr. Sonsik Lee, Hauptautor der Studie. "Die Verwendung einer Schottky-Barriere verhindert, dass sich die Elektroden gegenseitig stören, um die Signalamplitude zu verstärken, selbst wenn der Transistor fast ausgeschaltet ist."Die russische Wissenschaft versucht, mit dem Rennen um einen Transistor mit extrem geringer Leistung Schritt zu halten. Vor sechs Monaten stellten russische Ingenieure zusammen mit Kollegen aus Japan vor . . , (0,5 ) ( 100). – .
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