Najmenší uhlíkový nanotrubicový tranzistor prekonáva kremíkovú klasiku

|

Zmen­šo­va­nie veľ­kos­ti štruk­túr kre­mí­ko­vých tran­zis­to­rov po­čas nie­koľ­kých pos­led­ných de­kád zre­du­ko­va­lo ce­nu kre­mí­ko­vých či­pov a ich spot­re­bu ener­gie v po­me­re k do­siah­nu­té­mu vý­poč­to­vé­mu vý­ko­nu. Sú­čas­ne umož­ni­lo in­teg­ro­va­nie stá­le väč­šie­ho množ­stva tran­zis­to­rov na rov­na­kej plo­che kre­mí­ka pri čo­raz vy­šších tak­to­va­cích frek­ven­ciách, s čím sú­vi­se­lo dra­ma­tic­ké zvý­še­nie vý­poč­to­vé­ho vý­ko­nu či­pov.

Pro­ces zmen­šo­va­nia štruk­túr in­teg­ro­va­ných ob­vo­dov však v sú­čas­nos­ti na­rá­ža na fy­zi­kál­ne li­mi­ty. Pred­pok­la­dá sa, že ne­bu­de mož­né vy­rá­bať kre­mí­ko­vé tran­zis­to­ry so štruk­tú­ra­mi s roz­mer­mi 10 nm a men­ší­mi, pre­to­že ne­mož­no spo­ľah­li­vo ria­diť tok elek­tró­nov ta­ký­mi­to tran­zis­tor­mi. Ďal­šie zmen­šo­va­nie štruk­túr in­teg­ro­va­ných ob­vo­dov pod spo­mí­na­nú hra­ni­cu si pre­to pod­ľa ved­cov vy­žia­da zme­nu vý­rob­nej tech­no­ló­gie a pou­ži­tie iných vý­rob­ných ma­te­riá­lov.

Me­dzi per­spek­tív­ne rie­še­nia pa­tria uh­lí­ko­vé na­no­rúr­ky, pri­čom ved­ci už viac ako de­sať ro­kov sľu­bu­jú, že na­no­rúr­ko­vé tran­zis­to­ry (CNT - Carbon NanoTubes = uhlíkové nanotrubice) pre­ko­na­jú svo­ji­mi vlas­tnos­ťa­mi tie kre­mí­ko­vé, a to aj pri roz­me­roch štruk­túr pod 10 nm. Do­siaľ však ne­bo­li tie­to teo­re­tic­ké pred­pok­la­dy ove­re­né expe­ri­men­tál­ne. V sú­čas­nos­ti sa to po­da­ri­lo ved­com pô­so­bia­cim v IBM Wat­son Re­search Cen­ter so síd­lom v Yor­ktown Heights (USA), keď vy­ro­bi­li pro­to­typ za­tiaľ naj­men­šie­ho 9 nm CNT a otes­to­va­li je­ho vlas­tnos­ti.

Vy­ro­be­ný pro­to­typ pre­ko­ná­va iné ty­py tran­zis­to­rov s po­rov­na­teľ­nou veľ­kos­ťou svo­jou niž­šou spot­re­bou ener­gie, pra­cu­je pri na­pä­tí 0,5 V a sú­čas­ne je schop­ný pre­ná­šať až šty­rik­rát väč­ší prúd ako roz­me­ro­vo po­rov­na­teľ­né ek­vi­va­len­ty, čo zna­me­ná mož­nosť spra­cú­va­nia a pre­no­su sil­nej­šie­ho sig­ná­lu.