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 техника
 — 
00:01 Сегодня
A cold water immersion experiment at Dachau concentration camp presided over by Professor Ernst Holzlöhner (left) and Dr. Sigmund Rascher (right). The subject is wearing an experimental Luftwaffe garment

Птичку жалко

Почему нацисты защищали права животных и уничтожали людей
Приоткрытый авангард
Почему выдающееся искусство XX века нужно искать в провинции
Талантливый мистер Демме
Фильмы, которыми запомнится режиссер Джонатан Демме
Искатели растерянных женщин
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Затерянного города Z» до «Идеаля»
Придумали тоже
Gorillaz и другие группы, которых не было
Брить или не брить
Поклонницы натуральной красоты массово отказываются от эпиляции
CULVER CITY, CA - NOVEMBER 12: Founder, Snapchat Evan Spiegel (L) and model Miranda Kerr attend the Fifth Annual Baby2Baby Gala, Presented By John Paul Mitchell Systems at 3LABS on November 12, 2016 in Culver City, California. (Photo by Tommaso Boddi/Getty Images for Baby2Baby)Триумф ботана
Самый престижный жених современности — IT-магнат
«Американцы — радостный народ»
Рассказ москвича, переехавшего в Сан-Франциско
Мама — марихуана
Зачем американки совмещают употребление наркотиков с воспитанием детей
Очеловеченный фургон
Длительный тест стильно-пассажирского VW Multivan
ОСАГО надо?
Автомобильные аварии, превращенные в искусство
Самые крутые локомобили
Машины, которые ездят по рельсам
Самые выдающиеся французские машины
10 автомобилей из Франции, ставших культовыми
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности