MIM diodai ateityje gali pakeisti silicio pagrindu kuriamą elektroniką  (13)

JAV Oregono valstybinio universiteto tyrinėtojai sugalvojo, kaip išspręsti dar nuo septintojo dešimtmečio mokslininkus kamavusį klausimą - jiems pirmą kartą pavyko sukurti funkcionuojantį didelio našumo MIM (metalas-izoliatorius-metalas) diodą. Teoriškai toks elektroninis komponentas veikia gerokai sparčiau nei tradiciniai silicio diodai.


Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Sudomino? Užpildyk šią anketą!

Įprastinėje elektronikoje, kuri gaminama iš silicio pagrindu sudarytų medžiagų, naudojami elektronų srautus valdantys tranzistoriai. Nors šie mikrokomponentai yra greiti ir palyginti pigūs, egzistuoja gan griežtai apibrėžta greičio, kuriuo elektronai gali judėti šiose medžiagose, riba. Tuo tarpu spartėjant kompiuterinei technikai ir kuriant vis sudėtingesnius produktus, tokius kaip skystųjų kristalų displėjai, dabartinės technologijos jau baigia pasiekti savo galimybių ribą, teigia ekspertai. Palyginimui, metalas-izoliatorius-metalas arba tiesiog MIM diodai gali būti naudojami kai kurioms analogiškoms funkcijoms atlikti, tačiau visiškai kitokiu principu. Komponentas yra tarsi sluoksniuotas "pyragas" - dielektrinė medžiaga patalpinama tarp dviejų metalo sluoksnių (apatinio ir viršutinio). Veikiant tokiam komponentui, elektronų judėjimas paklūsta nebe klasikinei dalelių mechanikai, o kvantiniams reiškiniams - tuneliniam efektui. Elektronui nebereikia skverbtis per dielektriko sluoksnį, kadangi tunelinio efekto dėka dalelė beveik akimirksniu atsiranda kitoje šio sluoksnio pusėje.

Atradimą autoriai aprašė internetinėje mokslinio žurnalo "Advanced Materials" versijoje. "Mokslininkai tradicinės silicio elektronikos spartą padidinti bandė kelis dešimtmečius, tačiau iki šiol be didesnės sėkmės", sako Oregono universiteto chemijos profesorius Douglas Keszler. "Anksčiau ir kitokius metodus taikant pagaminti diodai visada pasižymėdavo prastu našumu, o gamybos procesai buvo pernelyg lėti. Naujasis pokytis yra fundamentalus. Jis keičia elektronikos gamybos principus - gaminti produktus bus galima dideliu greičiu, dideliais mastais ir labai mažomis sąnaudomis, netgi pigiau, nei naudojant dabartines technologijas. Tai būdas, kuriuo pasinaudojant galima sumažinti elektronų judėjimo įvairiose medžiagose apribojimus", priduria specialistas.

Remiantis universiteto pranešimu, šiuo metu išradimo autoriai laukia, kol bus įregistruotas technologiją komerciniu ir teisiniu požiūriu saugantis patentas. Autorių kolektyvo nariai taip pat įsitikinę, jog šios naujovės pagrindu netolimoje ateityje pradės kurtis naujos kompanijos ar net pramonės šakos.

"Kai pirmą kartą pradėtos gaminti sudėtingos kompiuterinių displėjų pramonei reikalingos medžiagos, specialistai teoriniu pagrindu numanė, kad jiems bus reikalingas MIM diodas, tačiau jiems nepavykdavo šio komponento priversti veikti", sako Keszler. "Dabar mes tą jau galime padaryti, ir panašu, jog principas gali būti išgaunamas naudojant įvairias pigias ir visame pasaulyje paplitusias medžiagas, tokias kaip varis arba aliuminis. Komponentai taip pat daug paprastesni, pigesni ir lengviau gaminami", įsitikinęs profesorius.

Savo straipsnyje Oregono universiteto mokslininkai aprašo, jog ankstesnes MIM technologijai būdingas problemas jie išsprendė panaudoję "amorfinio metalo kontaktą". Naujieji diodai buvo pagaminti esant palyginti žemai temperatūrai, o pats gamybos principas leidžia juos pagaminti ant skirtingo pagrindo ir dideliame paviršiaus plote. Tikimasi, jog naujoji technologija bus pritaikyta ne tik naujausiuose displėjuose, bet ir didelės spartos kompiuteriuose, kurių veikimas nepriklausys nuo tranzistorių panaudojimo.

Autoriai taip pat prognozuoja, jog jų išradimo pagrindu ateityje bus kuriamos technologijos energijai iš aplinkos kaupti - pavyzdžiui, nakties metu šiluminei žemės paviršiaus atiduodamai energijai surinkti.  "Ilgus metus šios srities atstovai norėjo surasti kažką, kas leistų peržengti silicio galimybes. Tai gali būti posūkio taškas, ties kuriuo mes galėsime ne tik paspartinti ir atpiginti elektroninių įrenginių gamybą, bet ir sukurti naujus produktus, kurių veikimo sparta ir našumas bus didžiuliai, sako Keszler.

Pasidalinkite su draugais
Aut. teisės: www.technologijos.lt
(0)
(0)
(0)

Komentarai (13)

Susijusios žymos: