США ученые ускорили транзисторы, обходя законы физики
Ученые США смогли применить парадоксальное физическое явление, называемое негативной способностью к микроэлектронике. Команда изучает это явление более 20 лет и все это время была предметом обычной критики.
Тем не менее, ряд публикаций в научных журналах говорят сами за себя: этот странный эффект существует и может использоваться для повышения производительности транзисторов и чипов.
Феномен негативной способности является условным и проявляется только в сеноэлектрической. Под воздействием внешнего электрического поля кристаллическая структура Segnextercs изменяет его поляризацию, а также сохраняет внутреннее электромагнитное поле в кристаллической решетке даже после удаления внешних эффектов. Это явление, в частности, используется для создания энергетической памяти Feram (Ферроэлектрический случайный доступ к памяти)
Команда ученых из национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и Калифорнийском университете исследует транзисторные структуры с помощью сиго -электрического слоя. Такой материал способен уменьшить контрольное напряжение, внеся отрицательный компонент емкости в диэлектрическую структуру (Частично компенсирует паразитическую мощность материала), а также приводит к накоплению энергии внутри транзистора, создавая что -то вроде интегрированного суперконденсера — автономной энергетической ячейки в чипе.
В новом научном документе команда предлагает использование сеноэлектрических элементов для улучшения работы высокочастотных и мощных транзисторов нитрида галлия. Рассматриваемыми транзисторами являются транзисторы с высокими электронами (Хемт) — Полевые транзисторы с высокой мобильностью электронов. Они основаны на гетероструктурах, таких как Gaas/Algaas или Gan/Algan, где двухмерный электронный газ (2deg) с высокой подвижностью электронов. Это обеспечивает низкое сопротивление и высокую скорость переключения.
Производительность транзисторов HEMT, а также других полупроводниковых структур ограничена законами физики и, в частности, так называемым пределом скан.
Это определяется компромиссом между толщиной изолятора, предотвращая поток тока в замкнутое состояние и размер тока в открытом состоянии, а также от скорости переключения между этими модами. Исследователи говорят, что негативная пропускная способность преодолевает этот компромисс и обеспечивает увеличение эффективности транзисторов GAN. Было показано, что увеличение толщины сегнелектрического диэлектрика уменьшает скорость переключения.
Segnecric Seago 1,8 нм в виде соединения оксида хафниева и оксида циркония (HFO₂-Zro₂-Abbrevied Hzo) Кристаллическая структура HZO позволяет поддерживать внутреннее электрическое поле даже при отсутствии внешнего напряжения. Когда к транзистору применяется напряжение, внутреннее поле HZO противодействует его. Это имеет парадоксальный эффект в транзисторе: снижение напряжения приводит к увеличению заряда, хранящегося в HZO. Эта отрицательная емкостная реакция эффективно усиливает контроль затвора, способствуя накоплению заряда в двухмерном электронном облаке транзистора и увеличивает ток в состоянии включения. В то же время толщина диэлектрика HZO подавляет ток утечки при выключении устройства, тем самым сохраняя энергию.
«Когда вы добавляете другой материал, толщина затвора должна увеличиваться и управлять контролем затвора.
Объясните ученых
Ученые провели эксперимент на транзисторской модели. Они собираются уменьшить его размер и проверить, что такие структуры работают в меньшем масштабе. В то же время они ищут заинтересованных партнеров, чтобы повторить эксперимент по производству транзистора.
