Инженеры скрестили вакуумные лампы с транзисторами

Электронные лампы. Фото Shane Gorski/Creative Commons

Инженеры создали миниатюрные электронные радиолампы, сочетающие свойства вакуумных ламп и кремниевых транзисторов. Планируется, что они смогут стать основой быстрых и устойчивых к радиации вычислительных устройств. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters, ее краткое содержание приводит ScienceNow.

Для создания миниатюрных электронных ламп инженеры использовали традиционную технику производства транзисторов - фотолитографию. С ее помощью в кремнии создавали миниатюрные полости, на дне которых располагались эмиттер (катод, излучающий электроны) и коллектор (анод, собирающий электроны). Расстояние между ними составляло всего 150 нанометров. Сверху находилась база, управляющая током между эмиттером и коллектором. В классической лампе ей соответствует сетка.

Прибор работал в точности как классическая электронная лампа: при создании напряжения между катодом и анодом электроны устремлялись от первого ко второму с эффективностью, которая зависела от управляющего напряжения на базе. Напряжение между катодом и анодом, после которого начиналась эмиссия электронов, составляло около 10 вольт, что существенно больше, чем в обычных транзисторах. По словам экспертов, это пока является самым главным недостатком устройства.

По словам создателей, миниатюрная лампа смогла работать при частотах в 0,46 терагерц, что в 10 раз больше, чем максимальная частота лучших кремниевых транзисторов. Характерно, что для ее работы не потребовалось создавать в полости вакуум - лампа была настолько мала, что это делало крайне низкой вероятность встречи электрона с молекулой газа на пути между катодом и анодом.

Целью создания миниатюрных ламп является стремление инженеров обойти врожденные недостатки кремниевых транзисторов. Во-первых, они не могут работать на таких высоких частотах, на которых работают лампы. Это связано с тем, что подвижность электронов в кремнии ниже, чем в вакууме. Во-вторых, транзисторы менее устойчивы к радиации и ионизирующему излучению.

Если инженерам удастся создать эффективные и небольшие вычислительные устройства на основе ламп, то они окажутся полезны для астронавтов и военных, имеющих дело с радиацией. Кроме того, они могут стать компонентами приборов, работающих в терагерцовом диапазоне.

Обсудить
«Эти знания наполняли голову, как чердак»
Почему советское образование нельзя считать «лучшим в мире»
Человек и кошка
Как «вежливые люди» стали символом патриотизма и жупелом для Запада
Открытое сердце
Для спасения Артема Будкова необходима срочная операция
Продажи под прессом
Ретейлерам не удается реанимировать потребительский бум
«Задача — запустить 180 тысяч новых малых предприятий»
Браверман рассказал об инструментах поддержки среднего и малого бизнеса
«Был рак австралийский — стал астраханский»
Губернатор Александр Жилкин рассказал о прорыве в сельском хозяйстве
«У всех сейчас период ожидания»
Президент Торгово-промышленной палаты Сергей Катырин о ситуации с инвестициями
Детские деньги
Как открыть частный детсад и сэкономить
Фантастическая четверка
Люди со сверхъестественными способностями помогут ученым победить болезни
Мимимиметр сломался
Азиатский бум на умилительных собак пришел в Instagram
«Местные со мной два года не здоровались»
История программистки из Москвы, переехавшей в итальянские Альпы
Я не знаю, как она это делает
Личный опыт: быть фитнес-звездой Instagram и многодетной матерью одновременно
Длительный тест Subaru Forester
Подсчитываем стоимость владения, подводим итоги и делаем выводы
История культовых тюнинг-ателье: AMG
От «Красной свиньи» до самого дорогого «Гелика»
Тест: автомобиль на льду. Газ в пол или выпрыгиваем?
Хитрый тест на знание базовых правил управления автомобилем на льду
Бронированные машины для VIP-персон
ЗиЛ, «Гелик», «Комбат» и еще девять самых защищенных автомобилей в мире
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды