برای تماس اینجا کلیک کنید

مقالات شتابدهنده

adaptive transistor

ساخت ترانزیستور تطبیقی در مقیاس نانومتری

به طور معمول، تراشه های کامپیوتری از قطعات الکترونیکی تشکیل شده اند که همیشه یک کار را انجام می دهند. با این حال، در آینده، انعطاف‌پذیری بیشتری امکان‌پذیر خواهد بود: انواع جدیدی از ترانزیستورهای تطبیقی ​​را می‌توان در یک فلش سوئیچ کرد تا بتوانند وظایف منطقی مختلفی را در صورت نیاز انجام دهند. این امر اساساً امکانات طراحی تراشه را تغییر می‌دهد و فرصت‌های کاملاً جدیدی را در زمینه هوش مصنوعی، شبکه‌های عصبی یا حتی منطقی ایجاد می‌کند که با مقادیر بیشتر از 0 و 1 کار می‌کند.

برای دستیابی به این هدف، دانشمندان دانشگاه TU Wien (وین) بر فناوری معمول سیلیکون تکیه نکردند، بلکه بر ژرمانیوم تکیه کردند. این یک موفقیت بود: منعطف ترین ترانزیستور در جهان اکنون با استفاده از ژرمانیوم تولید شده است. این تحقیق در مجله ACS Nano منتشر شده است. خواص ویژه ژرمانیوم، ایجاد نمونه اولیه برای یک کامپوننت جدید را ممکن کرد که ممکن است عصر جدیدی از فناوری تراشه را آغاز کند.

یک الکترود کنترل اضافی همه چیز را تغییر می دهد

ترانزیستور اساس هر دستگاه الکترونیکی مدرن است: این یک جزء کوچک است که یا به جریان اجازه می دهد یا جریان جریان را مسدود می کند - بسته به اینکه آیا ولتاژ الکتریکی به الکترود کنترل اعمال می شود یا خیر. این امکان ساخت مدارهای منطقی ساده و همچنین ذخیره سازی حافظه را فراهم می کند.

نحوه انتقال بار الکتریکی در ترانزیستور به مواد مورد استفاده بستگی دارد: یا الکترون‌هایی با حرکت آزاد وجود دارند که بار منفی را حمل می‌کنند، یا ممکن است الکترونی از اتم‌های منفرد وجود نداشته باشد، به طوری که این نقطه دارای بار مثبت است. سپس به این "سوراخ" گفته می شود - آنها همچنین می توانند از طریق مواد جابجا شوند.

در ترانزیستور جدید در TU Wien، هر دو الکترون و سوراخ به طور همزمان به روشی بسیار خاص دستکاری می شوند: "ما دو الکترود را با یک سیم بسیار نازک از ژرمانیوم به هم وصل می کنیم، که از دو طرف با رابط ویژه و بسیار تمیز به فلز متصل است. بالای این قطعه ژرمانیومی، ما یک الکترود دروازه ای مانند آنهایی که در ترانزیستورهای معمولی یافت می شود قرار می دهیم. آنچه تعیین کننده است این است که ترانزیستور ما یک الکترود کنترل دیگری نیز دارد که روی رابط های بین ژرمانیوم و فلز قرار می گیرد. این الکترود می تواند به صورت پویا عملکرد ژرمانیوم را برنامه ریزی کند. دکتر سیستانی، محقق فوق دکتری در تیم پروفسور والتر وبر در موسسه الکترونیک حالت جامد در TU Wien .

این ساختار امکان کنترل الکترون ها و حفره ها را به طور جداگانه فراهم می کند. ماسیار سیستانی می گوید: «این که ما از ژرمانیوم استفاده می کنیم یک مزیت تعیین کننده است. "این به این دلیل است که ژرمانیوم ساختار الکترونیکی بسیار خاصی دارد: وقتی ولتاژ اعمال می کنید، جریان در ابتدا همانطور که انتظار دارید افزایش می یابد. اما پس از یک آستانه مشخص، جریان دوباره کاهش می یابد - به این مقاومت تفاضلی منفی می گویند. به کمک الکترود کنترل، می‌توانیم تعدیل کنیم که این آستانه در کدام ولتاژ قرار دارد. این منجر به درجات آزادی جدیدی می‌شود که می‌توانیم از آن برای دادن خواصی که در حال حاضر در ترانزیستور نیاز داریم استفاده کنیم.

به این ترتیب، برای مثال، یک گیت NAND (یک دروازه منطقی نه-و) می تواند به یک گیت NOR (یک گیت نه-نه منطقی) تبدیل شود. پروفسور می گوید: "تا به حال، هوش الکترونیکی صرفاً از اتصال چندین ترانزیستور به هم نشات می گرفته است، که هر کدام فقط یک عملکرد نسبتاً ابتدایی داشتند. در آینده، این هوش می تواند به سازگاری خود ترانزیستور جدید منتقل شود." والتر وبر ادامه داد: عملیات محاسباتی که قبلاً به 160 ترانزیستور نیاز داشت، به دلیل افزایش انطباق پذیری با 24 ترانزیستور امکان پذیر است به این ترتیب می توان سرعت و بازده انرژی مدارها را نیز به میزان قابل توجهی افزایش داد.

گروه تحقیقاتی پروفسور وبر تنها حدود دو سال است که در TU Wien کار می کند. پروفسور والتر وبر با کار خود در زمینه الکترونیک جدید و قابل تنظیم مجدد، نامی بین المللی برای خود دست و پا کرده است. دکتر ماسیار سیستانی متخصص در زمینه الکترونیک ژرمانیوم است و در زمینه تحقیق در مورد پدیده های حمل و نقل الکترونیکی تخصص داشته است. این دو زمینه تخصصی برای امکان پذیر ساختن ترانزیستور ژرمانیوم تطبیقی ​​با یکدیگر کاملاً هماهنگ هستند. ماسیار سیستانی می گوید: "برخی جزئیات هنوز نیاز به بهینه سازی دارند، اما با اولین ترانزیستور ژرمانیومی قابل برنامه ریزی ما ثابت کردیم که ایده اصلی واقعا کار می کند. این یک پیشرفت تعیین کننده برای ما است."

هوش مصنوعی

این احتمالات جدید به ویژه برای کاربردها در زمینه هوش مصنوعی جالب هستند: "هوش انسانی ما مبتنی بر مدارهای در حال تغییر پویا بین سلول های عصبی است. با ترانزیستورهای تطبیقی ​​جدید، اکنون می توان مدارها را مستقیماً روی تراشه به روشی هدفمند تغییر داد. والتر وبر می گوید. منطق چند ارزشی را نیز می توان به این روش پیاده سازی کرد - یعنی مدارهایی که نه تنها با 0 و 1، بلکه با تعداد بیشتری از حالت های ممکن کار می کنند.

کاربرد سریع صنعتی این فناوری جدید واقع بینانه است: مواد مورد استفاده در حال حاضر در صنعت نیمه هادی ها استفاده می شود و هیچ فرآیند تولید کاملا جدیدی لازم نیست. از برخی جهات، این فناوری حتی ساده‌تر از قبل خواهد بود: امروزه، مواد نیمه‌رسانا دوپ شده‌اند، یعنی با اتم‌های خارجی منفرد غنی می‌شوند. این کار برای ترانزیستورهای مبتنی بر ژرمانیوم ضروری نیست. می توان از ژرمانیوم خالص استفاده کرد.

ماسیار سیستانی می‌گوید: «ما نمی‌خواهیم فناوری قبلی ترانزیستور را با ترانزیستور جدید خود به طور کامل جایگزین کنیم، این امری متکبرانه خواهد بود. فناوری جدید به احتمال زیاد در آینده به عنوان یک افزودنی در تراشه‌های کامپیوتری گنجانده می‌شود.

نانو فناوری

اطلاعات تماس نانو پل

نشانی:

کیلومتر 15جاده کرج بلوار پژوهش پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران ساختمان تجاری سازی و نو آوری طبقه دوم واحد 204

تلفن تماس:

02144787082 - 09352627961

پست الکترونیکی:

این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

تمام حقوق مادی و معنوی سایت نزد شرکت فیدار بسپار ارک محفوظ است.

برای تماس اینجا کلیک کنید