В каждом компьютере и телефоне миллионы, а то и миллиарды электронных транзисторов, сделанных из кремния. Однако эта технология после десятков лет совершенствования приближается к теоретическому пределу, и вскоре, при очередной попытке уменьшить размеры транзисторов, исследователи столкнутся с тем, что атомы кремния начнут мешать движению тока, ограничивать скорость и вызывать нагрев. Об этом говорит старший автор исследования Шрути Нарантар из Мельбурнского королевского технологического университета. Он предложил новую концепцию — металл-воздушного транзистора.
Как сообщается, в созданном командой Нарантаре прототипе ток проходит через воздушные зазоры, поэтому его ничто не замедляет и не вырабатывается тепло. Такая технология способна продолжить движение по пути к миниатюризации транзисторов — в обход ограничений, наложенных кремнием. Она позволит еще на несколько десятков лет продлить действие закона Мура.
Ширина зазора в металл-воздушном транзисторе составляет менее 35 нм, что в 50 000 раз меньше диаметра человеческого волоса. Этого достаточно, чтобы электроны вели себя так, словно они движутся сквозь вакуум. Нарантар утверждает, что при такой длине канала перенос заряда возможен в воздухе при комнатных температуре и давлении.
«Главный недостаток существующих транзисторов — то, что электронам приходится «пробираться» сквозь атомы твердого вещества. Проиллюстрировать это можно следующим образом. Представьте, что ваш путь пролегает через забитую людьми улицу. Толпа будет замедлять ваше движение и на то, чтобы пройти сквозь нее, вы потратите энергию. Движение же по воздуху напоминает езду по пустой дороге. Вашу скорость ничего не ограничивает, и не требуется дополнительно затрачивать энергию», — объяснил сущность разработки Нарантар.
Еще одно преимущество металл-воздушных транзисторов — их устойчивость к разного рода излучению.
По словам Нарантара, это новый шаг к значительному увеличению скорости электроники буквально из ничего.