Questi transistor potrebbero consentire la creazione di una nuova generazione di dispositivi elettronici a bassissimo consumo. Circa le dimensioni di pochi nanometrinanometriquesti transistor utilizzano le proprietà del fisica quantisticafisica quantistica per superare i limiti dei transistor basati su siliciosilicio.
La tecnologia basata sul silicio deve affrontare un limite fisico chiamato tirannia di Boltzmann. I transistor utilizzati nei processori funzionano come interruttori che vengono commutati sotto una certa tensione per creare gli 0 e gli 1 dei calcoli binari, un’operazione che richiede una tensione minima. In un articolo pubblicato sulla rivista Elettronica della naturai ricercatori del MIT sono riusciti a creare transistor che utilizzano ileffetto tunneleffetto tunnel della fisica quantistica per operare con una tensione molto più bassa.
Transistor basati sulla fisica quantistica
Con l’effetto tunnel, elettronielettroni può attraversare una potenziale barriera. I ricercatori hanno creato transistor basati sull’antimoniuro di galliogallio e arseniuroindioindio che utilizzano questo effetto per incoraggiare gli elettroni a passare attraverso la barriera anziché attorno ad essa. Questo li rende molto facili da cambiare. Questi transistor sono eterostrutture verticali di nanofili, con un diametro di soli sei nanometri, che sarebbero i più piccoli transistor tridimensionali mai creati.
Questa precisione permette di ottenere un fenomeno di confinamento quantistico, dove l’elettrone non ha abbastanza spazio per muoversi, che ne modifica la massamassa efficace e le proprietà di materialematerialerafforzando l’effetto tunnel. I transistor risultanti operano al di sotto del limite fondamentale dei transistor a base di silicio e sono 20 volte più efficienti di altri transistor che utilizzano il tunneling.
I ricercatori devono migliorare ulteriormente i metodi di produzione per creare transistor in modo uniforme su un intero chip, esplorando anche le strutture verticali sotto forma di alette. In definitiva, questi transistor potrebbero consentire la creazione di processori a bassissimo consumo e ridurre significativamente, ad esempio, il consumo energetico dell’intelligenza artificiale.
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