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
«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