Cercetătorii au dezvoltat un nou tip de tranzistor despre care spun că ar putea „schimba lumea electronicii” în următoarele două decenii.
Noul tranzistor este construit folosind un material ultrasubțire creat din straturi paralele stivuite de nitrură de bor, despre care cercetătorii susțin că poate comuta între sarcini pozitive și negative în nanosecunde și poate rezista la peste 100 de miliarde de cicluri fără a se uza.
Acest lucru îl face ideal nu numai pentru dispozitive electronice de mare viteză, eficiente din punct de vedere energetic, ci și pentru stocarea în memorie mai densă. Deoarece nitrura de bor este atât de subțire – și pentru că tensiunea necesară pentru comutarea scalelor de polarizare cu grosimea – tranzistoarele fabricate din acest material ar avea cerințe de putere remarcabil de scăzute.
Într-o afirmație, cercetătorii au spus că proprietățile materialului „îndeplinesc sau depășesc deja standardele din industrie” în comparație cu materialele existente pentru tranzistori. Ei și-au publicat concluziile pe 6 iunie în jurnal Ştiinţă.
„În laboratorul meu facem în primul rând fizica fundamentală. Acesta este unul dintre primele și poate cele mai dramatice exemple despre modul în care știința de bază a condus la ceva care ar putea avea un impact major asupra aplicațiilor”, coautor al studiului. Pablo Jarillo-Herreroun profesor de fizică la MIT, a spus în declarație.
Nitrura de bor poate comuta între sarcini pozitive și negative în miliarde de secundă datorită acesteia feroelectrice proprietăți. Acesta este un termen folosit pentru a descrie materialele care au polarizare electrică spontană (separarea sarcinilor pozitive și negative) care poate fi inversată prin aplicarea unui câmp electric. În noul material, această polarizare are loc datorită unei acțiuni unice de alunecare a straturilor materialului care se întâmplă atunci când este supus unui curent electric. Pe măsură ce straturile de nitrură de bor alunecă unele pe lângă altele, pozițiile atomilor de bor și azot se schimbă, determinând schimbarea sarcinilor.
Cercetătorii au comparat procesul cu „apăsarea mâinilor împreună, apoi mișcarea ușor una peste alta”. Acest lucru modifică proprietățile electronice ale materialului fără a-l uza – spre deosebire de memoria flash realizată din materiale convenționale.
“De fiecare dată când scrieți și ștergeți o memorie flash, obțineți o oarecare degradare. În timp, aceasta se uzează, ceea ce înseamnă că trebuie să utilizați niște metode foarte sofisticate pentru a distribui locul unde citiți și scrieți pe cip”, a spus. Raymond Ashooricoautor al studiului și profesor de fizică la MIT, în declarație.
Ashoori a adăugat: „Când mă gândesc la întreaga mea carieră în fizică, aceasta este munca despre care cred că peste 10 până la 20 de ani ar putea schimba lumea”.
În ciuda tuturor promisiunilor sale, cercetătorii au recunoscut că s-au confruntat cu provocări în introducerea noilor feroelectrici în producție, despre care au remarcat că este „dificil și nu este propice pentru producția de masă”. Cercetătorii lucrează acum cu alte grupuri industriale pentru a aborda acest lucru.
„Dacă oamenii ar putea crește aceste materiale la scara de napolitană, am putea crea multe, multe altele”, a spus coautorul studiului. Kenji Yasuda, profesor asistent de fizică aplicată și inginerească la Universitatea Cornell. “Există câteva probleme. Dar dacă le rezolvi, acest material se potrivește în multe feluri în potențialele electronice viitoare. Este foarte interesant”, a adăugat Ashoori.