Tabung elektron skala nano modern bisa menjadi alternatif untuk transistor silikon

Sekarang ada kesulitan tertentu dalam penskalaan teknologi semikonduktor lebih lanjut , serta masalah terkait peningkatan kinerja prosesor tanpa meningkatkan frekuensi clock.

Para peneliti di California Institute of Technology percaya bahwa mereka dapat memecahkan masalah yang ada dengan kembali ke teknologi yang sangat lama. Tabung elektronik, menurut peneliti Axel Scherer, dapat menjadi kunci untuk meningkatkan kinerja transistor dan mengurangi konsumsi daya.


Bekerja dengan lampu elektronik. Foto 1922, Systems Technical Journal Bell

. Proyek ini, yang sedang dikerjakan Scherer dan kelompoknya, tidak ada hubungannya dengan tabung elektronik klasik - menurut tim, mereka sekitar 1000 kali lebih kecil dari sel darah manusia, sekitar 6-8 nm. Masalah utama prosesor silikon modern adalah generasi panas yang signifikan. Teknologi elektronik, yang dikembangkan oleh para peneliti di California Institute of Technology, memancarkan energi jauh lebih sedikit daripada rekan silikon mereka, yang akan memecahkan masalah overheating dan efek terowongan .

Tidak seperti silikon, yang dapat berupa konduktor atau isolator, tergantung pada cara dimodifikasi secara kimia, lampu Scherer dapat dibuat dari sejumlah logam, seperti tungsten, molibdenum, emas, dan platinum.

Lampu elektronik adalah salah satu pilihan di antara sejumlah ide. Pendekatan menjanjikan lainnya termasuk bahan eksotis, seperti karbon nanotube dan bahkan saklar mekanis mikroskopis.

Scherer tidak berusaha menciptakan transistor atau mengganti silikon sepenuhnya. Boeing mendanai penelitian ini karena potensi aplikasinya dalam rekayasa ruang dan aeronautika, karena silikon jelas akan menjadi standar selama bertahun-tahun mendatang. Teknologi vakum masih memiliki banyak masalah untuk dipecahkan. Kapan mungkin meluncurkan produksi puluhan ribu prosesor berdasarkan tabung elektron per bulan? Berapa biaya untuk mengganti peralatan dalam produksi dan membangun ekosistem? Bisakah itu diatur cukup cepat untuk mempertahankan kecepatan saat ini, dan bagaimana teknologi akan terintegrasi ke dalam jalur produksi yang ada?

Tabung elektronik miniatur dapat berubah menjadi kekuatan pendorong utama untuk meningkatkan kinerja sistem komputasi, tetapi masalah biaya dan produksi merupakan hambatan besar bagi teknologi yang memposisikan dirinya sebagai pesaing silikon. Baik nanotube karbon maupun graphene tidak melakukan ini, meskipun memiliki potensi awal yang besar.

Ini bukan pertama kalinya bahwa topik menggunakan prinsip operasi tabung elektron vakum dalam chip modern telah muncul. Lampu lebih baik daripada semikonduktor untuk membawa pulsa elektromagnetik dan radiasi, sehingga mereka masih digunakan dalam teknologi militer, yang harus tahan terhadap ledakan bom nuklir. Jadi, generasi baru tabung radio sedang dikembangkan oleh agen pertahanan AS DARPA.

NASA sedang menjajaki kemungkinan yang disebut "transistor saluran vakum . Ukuran kecil dari nanolamps elektronik membuat pembuatannya lebih mudah dalam beberapa hal - tidak seperti tabung vakum konvensional, tidak ada upaya tambahan yang diperlukan untuk membuat ruang vakum di dalam perangkat. Jarak antara katoda dan anoda jauh lebih kecil daripada jalur bebas rata-rata dari sebuah elektron pada tekanan atmosfer.Para

ilmuwan percaya bahwa perangkat berskala nano vakum akan lebih mudah untuk bekerja dalam kisaran terahertz daripada semikonduktor tradisional. Meskipun transistor solid-state sudah dapat dipaksa untuk beroperasi pada frekuensi di atas terahertz, misalnya, prototipe Northrop Grumman, dibuat sebagai bagian dari program DARPA Terahertz Electronics , mengatasi garis ini pada tahun 2014. Ini menggunakan transistor indium phosphide.

melalui extremeetech

Source: https://habr.com/ru/post/id395081/