我们正在谈论硅的替代品。
/图片Laura Ockel Unsplash摩尔定律，丹纳德定律和库米法则失去相关性。 原因之一-硅晶体管正接近其技术极限。 我们
在上一篇文章中详细讨论了该主题。 今天，我们讨论的材料是将来可以替代硅并扩展这三个定律的操作，这意味着提高处理器和使用它们的计算系统（包括数据中心的服务器）的效率。
碳纳米管
碳纳米管是圆柱体，其壁由单原子碳层组成。 碳原子的半径小于硅的半径，因此基于纳米管的晶体管具有更大的电子迁移率和电流密度。 结果，晶体管的速度增加并且其功耗减小。 威斯康星大学麦迪逊分校的工程师表示，生产率提高了五倍。
碳纳米管具有比硅更好的特性这一事实早已为人所知-最早的这种晶体管出现
于20多年前 。 但是直到最近，科学家才设法规避了许多技术限制，以制造出足够有效的设备。 三年前，上述威斯康星大学的物理学家提出了一种基于纳米管的晶体管的原型，该原型优于现代硅器件。
基于碳纳米管的设备的一种应用称为柔性电子学。 但是到目前为止，这项技术还没有超出实验室的范围，并且没有大规模引入的问题。
石墨烯纳米带
它们是几十纳米宽的
石墨烯窄条，
被认为是制造未来晶体管的主要材料之一。 石墨烯带的主要特性是能够利用磁场加速流过它的电流。 同时，石墨烯的电导率是硅的
250倍 。
根据一些报告 ，基于石墨烯晶体管的处理器将能够以接近太赫兹的频率工作。 而现代芯片的运行频率设置在4-5 GHz的范围内。
石墨烯晶体管的第一批原型机
出现于十年前 。 从那时起，工程师一直在
尝试基于它们
来优化设备的“组装”过程。 最近，获得了第一批结果-剑桥大学的开发人员小组于三月
宣布推出第
一批石墨烯微电路 。 工程师说，新设备可以使电子设备的工作速度提高十倍。
二氧化和硒化物
自2007年以来，二氧化已用于制造微芯片。 用它在晶体管栅极上形成绝缘层。 但是今天，工程师建议使用它来优化硅晶体管的操作。
/图片Fritzchens Fritz PD去年年初，斯坦福大学的科学家
发现 ，如果以特殊方式重组二氧化ha的晶体结构，则其
电常数 （负责介质通过电场的能力）将增加四倍以上。 如果在创建晶体管栅极时使用此类材料，则可以显着降低
隧穿效应的影响 。
同样，美国科学家
发现了一种使用ha和锆的硒化物
来减小现代晶体管尺寸的方法。 它们可以代替氧化硅用作晶体管的有效绝缘体。 硒化物具有明显较小的厚度（三个原子），同时保持了良好的带隙。 这是确定晶体管功耗的指标。 工程师们已经
设法创建了几种基于ha和硒化锆的器件原型。
现在，工程师需要解决此类晶体管的连接问题-为小尺寸的晶体管开发合适的触点。 只有在那之后，才有可能谈论大规模生产。
二硫化钼
硫化钼本身是一种较差的半导体，其性能不如硅。 但是，圣母大学的一组物理学家发现，钼薄膜（一个原子厚）具有独特的品质-基于它们的晶体管在截止状态下不会通过电流，并且开关所需的能量很小。 这使它们可以在低电压下工作。
钼晶体管的原型是在实验室中开发的。 劳伦斯（Lawrence）在2016年在伯克利（Berkeley）工作。 装置的宽度仅为一纳米。 工程师说，这样的晶体管将有助于扩展摩尔定律。
此外，韩国一所大学的工程师去年还
提出了一种基于二硫化钼的晶体管。 预计该技术将在OLED显示器的控制电路中找到应用。 但是，无需谈论这种晶体管的量产。
尽管如此，斯坦福大学的研究人员
认为 ，可以重组晶体管生产的现代基础设施，使其以最小的成本与钼器件一起使用。 能否实施这样的项目，还有待观察。
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