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
«Эта гадина растет в геометрической прогрессии»
Кто спасает эмбрионы от абортов и Россию от вымирания
Первый после папы
Ради чего к Путину, Лаврову и патриарху Кириллу приехал госсекретарь Ватикана
Тайсон с Матвеевской
Агрессивный москвич отомстил дворнику за жену, выбив зубы и откусив ухо
Ростов в огне: в городе горят десятки домов
Крупнейший пожар последних лет глазами горожан
Galaxy Note 8Между первой и второй
Чем закончилась очередная попытка Samsung убить iPhone
Быстрая прожарка
Названы сроки коллапса человеческой цивилизации
Часть изображения была размыта, чтобы не нарушать законодательство РФ«Это была циничная сделка с дьяволом»
Рисковал ли Сталин, подружившись с Гитлером
Полна чалма
Неизвестные снимки исчезнувших красот старой Индии
Мари-Од Мюрай«Я никогда не понимала, мальчик я или девочка»
Мари-Од Мюрай о взрослении, гендерном поведении, горе и любви
Аудионаркотики
Без российских инженеров не было бы техно, Rammstein и игры Doom
Кирилл Серебренников (в центре)«Клетка — всегда плохо»
Дело Кирилла Серебренникова: реакция общественности и соцсетей
«Объявлен окончательный коммунизм»
2 важные старые книги: выбор Валентина Курбатова
Самый главный поц
Умер чокнутый дядюшка современного кино, шут, скандалист и гений Джерри Льюис
Что смотреть на Ночи кино
Пять главных фильмов двухдневной кинопрограммы в Москве
Тест: угадай машину по ключу
Простой тест на знание... ключей зажигания
Все конкуренты Lada Vesta SW Cross
С кем новый универсал Lada поборется за кошельки прижимистых покупателей
8 неудачных примеров самостоятельного ремонта
Самые курьезные попытки сэкономить на визите в автосервис
Тест Mitsubishi Pajero Sport против Renault Duster
Два крутых вседорожника: бесчеловечное, но не бессмысленное противостояние