Ученые создали транзистор, который меньше греется и быстрее работает
Этот материал изменит все — от смартфонов до искусственного интеллекта.
Транзисторы называют величайшим изобретением XX века — без них не работала бы ни одна современная электроника. Но кремниевые технологии уперлись в потолок: чем меньше становятся чипы, тем сложнее сохранять их эффективность. Ученые из Токийского университета, кажется, нашли выход.
Команда из Института промышленных наук отказалась от кремния и создала транзистор на основе оксида индия, легированного галлием (InGaOx). Этот материал образует кристаллическую структуру, где электроны двигаются почти без сопротивления.
Мы хотели, чтобы транзистор имел структуру gate-all-around — когда управляющий электрод полностью окружает проводящий канал, — объясняет ведущий автор исследования Анлан Чен. — Так мы повышаем и эффективность, и возможность миниатюризации.
Проблема обычного оксида индия — в дефектах кристаллической решетки, из-за которых электроны «тормозят». Ученые добавили галлий, чтобы подавить эти дефекты.
Технология напоминает слоеный пирог: слой за слоем наносили InGaOx методом атомно-слоевого осаждения, а затем нагревали, превращая пленку в идеальный кристалл. В результате получился полевой транзистор (MOSFET) с рекордной подвижностью электронов — 44,5 см²/В·с.
Наш транзистор стабильно работал почти три часа под нагрузкой, — говорит Чен. — Это лучше, чем у большинства аналогов.
Теперь у индустрии есть новый инструмент для создания компактной и мощной электроники — от процессоров для ИИ до датчиков нового поколения.
Где это пригодится
- Искусственный интеллект — более плотные чипы ускорят нейросети.
- Интернет вещей — энергоэффективные датчики проработают годами.
- Квантовые компьютеры — точные транзисторы критичны для управления кубитами.
Главный плюс — снижение энергопотребления. Если технологию масштабируют, смартфоны перестанут греться, а серверы съедят меньше электричества.
Пока транзистор тестировали всего три часа — для индустрии это мгновение. Нужны испытания на деградацию за месяцы. Кроме того, галлий дороже кремния, и пока неясно, удастся ли удешевить производство.
Ранее ученые разработали органические светодиоды без индия.
