На основе нанотрубок собрали рекордно экономичный переключатель

Схема инвертера и фото углеродных нанотрубок
Схема инвертера и фото углеродных нанотрубок

Исследователи из университета Иллинойса и университета Миннесоты в США представили прототип микроэлектронного логического устройства с рекордно низким уровнем энергопотребления. Использование углеродных нанотрубок в конструкции логического переключателя позволило довести необходимую для работы устройства мощность до нескольких десятых долей нановатта. Подробности приведены в статье ученых для журнала Nano Letters.

Исследователи продемонстрировали небольшую интегральную, выполненную по схеме КМОП (CMOS), построив логический инвертер на двух транзисторах. Взяв изолирующую подложку из оксида кремния, ученые разместили на ней дорожки из золота и оксида алюминия, а затем поместили в промежутки между ними углеродные нанотрубки для создания транзисторных затворов. За исключением этих элементов весь остальной чип был изготовлен стандартными методами вроде послойного атомного осаждения, поэтому, как пишут авторы прототипа, речь идет не о совершенно новой элементной базе, а об расширении уже существующей технологии.

Измерения показали, что устройство в статичном (то есть при нахождении его в одном из двух состояний, «закрытом» или «открытом») режиме потребляет около одной десятой доли нановатта: этот показатель подтвердился и при испытании более сложных логических устройств, сочетающих инвертер с логическими элементами «И» и «ИЛИ». В момент переключения, то есть на пике мощности, потребление энергии достигло десяти нановатт: чип с миллиардом таких элементов потратит около десяти ватт в предположении, что мощность тратится только на переключение логических элементов и не рассеивается за счет электрического сопротивления проводников.

По мнению исследователей, это позволяет говорить о практической реализуемости микроэлектроники с использованием нанотрубок, причем в рамках наиболее широко используемой схемотехники. КМОП-схемы получили широкое распространение в 90-е годы XX столетия и сейчас на их основе выполнена большая часть коммерческих устройств. Основными достоинствами КМОП (сокращение от «комплементарный металлооксидный полупроводник») является низкое энергопотребление и технологичность производства; описанный в новой работе прототип позволяет еще больше снизить энергопотребление, сохранив при этом возможность массового производства.

Обсудить
Наука и техника00:01Сегодня

Что-то нажали

Какие тайны скрывают научные комплексы в видеоиграх
Пан или пропал
Киев угрожает арестами активов «Газпрома» за пределами национальной юрисдикции
Вода камень точит
Инвестиционная привлекательность столицы может вырасти на 10 процентов
Сергей КурченкоОтнять и поделить
Какую собственность на Украине все еще может потерять Россия
Кистью и краской
Неизвестные кадры Великой Отечественной через призму советской ретуши
Что-то нажали
Какие тайны скрывают научные комплексы в видеоиграх
Стив ДжобсГнилой пепин
Забытая история худшего в истории продукта от Apple
Ни минуты покоя
Как Мэтт Митрион отправил Федора Емельяненко в нокаут в первом раунде
Хотели как лучше
Ну, вы поняли. Сборная России покинула Кубок конфедераций
«Ну что мне, пойти повеситься?»
Как футболисты и болельщики отреагировали на вылет России из Кубка конфедераций
Автомобильные братья, которых разлучили маркетологи
Одна марка, одна и та же модель, но очень разные машины
Самые качественные машины в мире
Машины каких брендов ездят в сервис реже остальных
Тест и стоимость владения Skoda Superb
Длительный тест универсала Skoda Superb: итоги
Самые крутые участники гонки Pikes Peak
Лучшие автомобили «Гонки в облаках» за ее 101-летнюю историю
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе