Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'tranzystor' .
Znaleziono 41 wyników
-
Od dekad tranzystory są mniejsze i mniejsze. Dzięki temu w procesorze możemy upakować ich więcej. To zaś najłatwiejszy sposób na zwiększenie wydajności procesora. Powoli zbliżamy się do momentu, w którym nie będziemy już w stanie zmniejszać długości bramki tranzystora. Niewykluczone, że Chińczycy właśnie dotarli do tej granicy. Prąd w tranzystorze przepływa pomiędzy źródłem a drenem. Przepływ ten kontrolowany jest przez bramkę, która przełącza się pod wpływem napięcia. Długość bramki to kluczowy czynnik decydujący o rozmiarach tranzystora. W ostatnich latach naukowcy zaczęli eksperymentować z nowymi materiałami, z których chcą budować elektronikę przyszłości. W obszarze ich zainteresowań jest na przykład grafen – dwuwymiarowy materiał składający się z pojedynczej warstwy atomów węgla – czy disiarczek molibdenu, czyli warstwa atomów molibdenu zamknięta między dwiema warstwami siarki. Teraz specjaliści z Chin wykorzystali te materiały do zbudowania rekordowo małego tranzystora. Długość jego bramki wynosi zaledwie 0,34 nanometra. To tyle, co średnica atomu węgla. Nowy tranzystor można porównać do dwóch schodów. Na górnym znajduje się źródło, na dolnym zaś dren. Oba zbudowane są z tytanu i palladu. Powierzchnia schodów działa jak łączący je kanał. Jest ona zbudowana w pojedynczej warstwy disiarczku molibdenu, pod którą znajduje się izolująca warstwa ditlenku hafnu. Wyższy stopień zbudowany jest z wielu warstw. Na samy dole znajduje sie warstwa grafenu, nad nią zaś aluminium pokryte tlenkiem aluminium. Jego zadaniem jest oddzielenie grafenu i disiarczku molibdenu. Jedynym miejscem ich połączenia jest widoczna na grafice niewielka szczelina w wyższym stopniu. Gdy bramka zostaje ustawiona w pozycji „on” jej długość wynosi zaledwie 0,34 nm. Autorzy nowego tranzystora twierdzą, że nie uda się tej odległości już bardziej zmniejszyć. Na pewno zaś próba zbudowania jeszcze mniejszych tranzystorów będzie wymagała nowatorskiego podejścia do materiałów dwuwymiarowych. Ze szczegółami pracy zespołu z Tsinghua University można zapoznać się na łamach Nature. « powrót do artykułu -
IBM pokazał najszybszy grafenowy tranzystor. Błękitny Gigant pobił tym samym swój własny rekord sprzed roku, kiedy to zaprezentowano tranzystor pracujący z prędkością 100 GHz. Najnowsze działo IBM-a jest taktowane zegarem o częstotliwości 155 GHz. Yu-Ming Lin z IBM-a powiedział, że badania nad nowym grafenowym tranzystorem dowiodły, iż możliwe jest produkowanie tanich urządzeń tego typu za pomocą standardowych technologii wykorzystywany przy produkcji półprzewodników. To z kolei oznacza, że komercyjna produkcja grafenowej elektroniki może rozpocząć się w stosunkowo niedługim czasie.
-
Wynikiem współpracy uczonych z Purdue University, University of New South Wales i University of Melbourne jest najmniejszy tranzystor na świecie. Urządzenie zbudowane jest z pojedynczego atomu fosforu. Tranzystor nie tyle udoskonali współczesną technologię, co pozwoli na zbudowanie zupełnie nowych urządzeń. To piękny przykład kontrolowania materii w skali atomowej i zbudowania dzięki temu urządzenia. Pięćdziesiąt lat temu gdy powstał pierwszy tranzystor nikt nie mógł przewidzieć, jaką rolę odegrają komputery. Teraz przeszliśmy do skali atomowej i rozwijamy nowy paradygmat, który pozwoli na zaprzęgnięcie praw mechaniki kwantowej do dokonania podobnego jak wówczas technologicznego przełomu - mówi Michelle Simmons z University of New South Wales, która kierowała pracami zespołu badawczego. Niedawno ta sama grupa uczonych połączyła atomy fosforu i krzem w taki sposób, że powstał nanokabel o szerokości zaledwie czterech atomów, który przewodził prąd równie dobrze, jak miedź. Gerhard Klimeck, który stał na czele grupy uczonych z Purdue prowadzących symulacje działania nowego tranzystora stwierdził, że jest to najmniejszy podzespół elektroniczny. Według mnie osiągnęliśmy granice działania Prawa Moore’a. Podzespołu nie można już zmniejszyć - powiedział. Prawo Moore’a stwierdza, że liczba tranzystorów w procesorze zwiększa się dwukrotnie w ciągu 18 miesięcy. Najnowsze układy Intela wykorzystują 2,3 miliarda tranzystorów, które znajdują się w odległości 32 nanometrów od siebie. Atom fosforu ma średnicę 0,1 nanometra. Minie jeszcze wiele lat zanim powstaną procesory budowane w takiej skali. Tym bardziej, że tranzystor zbudowany z pojedynczego atomu ma bardzo poważną wadę - działa tylko w temperaturze -196 stopni Celsjusza. Atom znajduje się w studni czy też kanale. Żeby działał jak tranzystor konieczne jest, by elektrony pozostały w tym kanale. Wraz ze wzrostem temperatury elektrony stają się bardziej ruchliwe i wychodzą poza kanał - wyjaśnia Klimeck. Jeśli ktoś opracuje technikę pozwalającą na utrzymanie elektronów w wyznaczonym obszarze, będzie można zbudować komputer działający w temperaturze pokojowej. To podstawowy warunek praktycznego wykorzystania tej technologii - dodaje. Pojedyncze atomy działające jak tranzystory uzyskiwano już wcześniej, jednak teraz po raz pierwszy udało się ściśle kontrolować ich budowę w skali atomowej. Unikatową rzeczą, jaką osiągnęliśmy, jest precyzyjne umieszczenie pojedynczego atomu tam, gdzie chcieliśmy - powiedział Martin Fuechsle z University of New South Wales. Niektórzy naukowcy przypuszczają, że jeśli uda się kontrolować elektrony w kanale, to będzie można w ten sposób kontrolować kubity, zatem powstanie komputer kwantowy.
-
Uczeni z University of Manchester wpadli na pomysł, który przybliża moment praktycznego wykorzystania grafenu do budowy komputerów. Grafen jest bardzo obiecującym materiałem, ale sprawia on spory kłopot, gdy... przewodzi elektrony zbyt dobrze. To powoduje, że dochodzi do olbrzymich wycieków prądu z grafenowych urządzeń. Co prawda specjaliści zaprezentowali już pojedyncze grafenowe tranzystory, które pracują z częstotliwością nawet do 300 GHz, ale wycieki prądu powodują, że tranzystory takie nie mogą być zbyt gęsto upakowane. Natychmiast uległyby bowiem stopieniu. Naukowcy z Manchesteru zaproponowali interesujące rozwiązanie problemu. Ich zdaniem należy stworzyć grafenową diodę tunelującą. W diodzie takiej elektrony tunelują się pomiędzy metalicznymi warstwami za pośrednictwem rozdzielającego je dielektryka. Doktor Leonid Ponomarenko, który stał na czele zespołu badawczego, mówi: Stworzyliśmy projekt nowej grafenowej elektroniki. Nasze tranzystory pracują dobrze. Myślę, że można je jeszcze udoskonalić, zminiaturyzować i przystosować do pracy z zegarami taktowanymi z częstotliwościami subterahercowymi. Nowe podejście zakłada połączenie warstw grafenu, azotkuboru i disiarczku molidenu. Tranzystory układa się warstwa po warstwie. Profesor Geim, jeden z wynalazców grafenu, mówi, że projekt takiego tranzystora to bardzo ważne wydarzenie, ale jeszcze ważniejsze jest prawdopodobnie wykazanie, iż można w skali atomowej układać warstwy. Drugi wynalazca grafenu, profesor Novoselov dodaje, iż tranzystor tunelowy to jeden z niewyczerpanej gamy urządzeń, które mogą powstać za pomocą układania warstwami.
-
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine odkryli, w jaki sposób lizozym z łez unieszkodliwia o wiele większe od siebie bakterie. Okazuje się, że enzym dysponuje "szczękami", za pomocą których przegryza się przez rzędy ścian komórkowych. Szczęki odgryzają ściany komórkowe bakterii, które próbują się dostać do oczu i wywołać infekcję - tłumaczy prof. Gregory Weiss. Lizozym można porównać do buldoga, który nie chce odpuścić, uczepiwszy się nogawki czyichś spodni. Zasadniczo wycina sobie drogę przez ścianę komórkową bakterii. Weiss i prof. Philip Collins rozszyfrowali zachowanie białka, budując jeden z najmniejszych na świecie tranzystorów - 25-krotnie mniejszy od stosowanych w laptopach czy smartfonach. Pojedyncze lizozymy przytwierdzano do obwodu. Nasze obwody są mikrofonami wielkości molekuły. To jak stetoskop do osłuchiwania serca, z tym że my słuchaliśmy pojedynczej cząsteczki białka - opowiada Collins. Naukowcy przyczepili cząsteczkę enzymu do przymocowanej do obwodu elektrycznego węglowej nanorurki. Kiedy przepuszczono przez niego prąd, nanorurka utworzyła miniaturowy mikrofon. Dzięki temu dało się podsłuchiwać enzym w czasie "przegryzania". W miarę jak lizozym przemieszcza się po powierzchni bakterii, wykonuje "chapnięcia", które są połączone z ruchem [na zasadzie odrzutu]. Każde ugryzienie tworzy nową minidziurkę, aż wreszcie powstaje wyrwa [...] i mikrob eksploduje - wyjaśnia Weiss. Wygryzanie zachodzi w stałym rytmie: jeden krok to otwieranie "szczęk", a dwa zamykanie. Zespół prowadził eksperymenty na wariantach lizozymu T4. Doprowadzono do ich nadekspresji u bakterii E. coli. Do pałeczek okrężnicy wprowadzono plazmid lizozymu. Naukowcy sądzą, że rozwiązanie, nad którym pracowali wiele lat, będzie można wykorzystać w wykrywaniu molekuł nowotworowych. Jeśli będzie można wykryć pojedyncze cząstki związane z nowotworem, oznacza to postawienie diagnozy na bardzo wczesnym etapie. Dysponowanie taką metodą zwiększy liczbę wyleczonych pacjentów i obniży koszty terapii.
-
Artykuł, opublikowany w Nature Communications przez Hidekiego Hiroriego, zapowiada przełom w budowie urządzeń wykorzystujących tranzystory. Odkrycie japońskich uczonych z Kyoto University może prowadzić do pojawienia się niezwykle szybkich tranzystorów oraz bardzo wydajnych ogniw fotowoltaicznych. Naukowcy pracując ze standardowym arsenkiem galu zaobserwowali, że poddanie próbki działaniu krótkiego impulsu pola elektrycznego o częstotliwości przekraczającej teraherc, spowodowało pojawienie się w niej prawdziwej lawiny par elektron-dziura (ekscytonów). Wystarczyło włączenie pojedynczego impulsu trwającego pikosekundę, by gęstość ekscytonów, w porównaniu ze stanem wyjściowym próbki, zwiększyła się 1000-krotnie. Badania nad zastosowaniem terahercowych częstotliwości prowadzone są w laboratorium profesora Koichiro Tanaki, który chce stworzyć dzięki nim mikroskop pozwalający na obserwowanie w czasie rzeczywistym żywych komórek. Wpływ takich częstotliwości na półprzewodnik to efekt uboczny badań, pokazujący jednak, jak wielkie możliwości drzemią w terahercowych częstotliwościach.
-
Protonowy tranzystor zapowiada epokę bioelektroniki
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Technologia
W budowanych przez człowieka urządzeniach informacja przekazywana jest za pomocą elektronów. Tymczasem istoty żywe wykorzystują w tym celu jony i protony. Dlatego też na University of Washington powstał tranzystor korzystający z protonów, dzięki któremu mogą w przyszłości pojawić się urządzenia do komunikacji z organizmami żywymi. Naukowcy od dawna pracują nad urządzeniami, które miałyby komunikować się z organizmem człowieka. Jednak wszystkie czujniki czy protezy korzystają z elektronów. To zawsze stanowi problem. Jak sygnały elektroniczne przełożyć na jonowe i na odwrót. Zidentyfikowaliśmy materiał, który bardzo dobrze przewodzi protony i może być interfejsem pomiędzy żywymi organizmami a elektroniką - mówi główny autor badań profesor Marto Rolandi. W organizmach żywych protony aktywują różnego rodzaju „przełączniki" i odgrywają kluczową rolę w przekazywaniu energii. Z kolei jony otwierają i zamykają kanały w ścianach komórkowych, umożliwiając pompowanie i wypompowywanie substancji. U ludzi i innych zwierząt jony są np. wykorzystywane do poruszania mięśniami czy przekazywania sygnałów z mózgu. Jeśli powstałaby maszyna pracująca dzięki jonom i protonom, mogłaby ona monitorować procesy przebiegające w organizmie, a w przyszłości nawet je kontrolować, sterując przepływem jonów i protonów. Pierwszym krokiem w kierunku powstania takiego urządzenia jest stworzenie protonowego tranzystora. Uczeni z University of Washington skonstruowali tego typu tranzystor polowy składający się z bramki, źródła i drenu. Ma on szerokość około 5 mikrometrów, jest zatem znacznie większy od współczesnych tranzystorów elektronicznych. Do zbudowania tranzystora wykorzystano zmodyfikowany chitozan. To łatwy w produkcji polisacharyd, który można wytwarzać ze skorup krabów, będących odpadem w przemyśle spożywczym. Chitozan absorbuje wodę i tworzy wiele wiązań wodorowych, dzięki którym przemieszczają się protony. Mamy protonowy odpowiednik obwodu elektronicznego i zaczynamy dobrze rozumieć zasady jego działania - mówi profesor Rolandi. Uczony mówi, że pierwsze urządzenia wykorzystujące protonowy tranzystor powinny pojawić się w przyszłej dekadzie. Najpierw będą wykorzystywane w roli laboratoryjnych czujników bezpośrednio badających pracę komórek. Jednak niewykluczone, że w przyszłości będą one wszczepiane do organizmów żywych by monitorować, a nawet kontrolować, niektóre ich funkcje. Obecny prototyp nie nadaje się do wszczepienia, gdyż podstawę dla protonowego obwodu wykonano z krzemu. -
Inżynierowie z University of California, Berkeley, zaprezentowali sposób na zmniejszenie minimalnego napięcia koniecznego do przechowywania ładunku w kondensatorze. Im szybciej działa komputer, tym cieplejszy się staje. Tak więc kluczowym problemem w produkcji szybszych mikroprocesorów jest spowodowanie, by ich podstawowy element, tranzystor, był bardziej energooszczędny - mówi Asif Khan, jeden z autorów odkrycia. Niestety tranzystory nie stają się na tyle energooszczędne, by dotrzymać kroku zapotrzebowaniu na coraz większe moce obliczeniowe, co prowadzi do zwiększenia poboru mocy przez mikroprocesory - dodaje uczony. W laboratorium Sayeefa Salahuddina, w którym jest zatrudniony Khan, od 2008 roku trwają prace nad zwiększeniem wydajności tranzystorów. W końcu, dzięki wykorzystaniu ferroelektryków, udało się osiągnąć założony cel. Ferroelektryki przechowują zarówno ładunki dodatnie jak i ujemne. Co więcej, składują je nawet po odłączeniu napięcia. Ponadto ich bardzo przydatną cechą jest możliwość zmiany polaryzacji elektrycznej za pomocą zewnętrznego pola elektrycznego. Naukowcy z Berkeley udowodnili, że w kondensatorze, w którym ferroelektryk połączono z dielektrykiem, można zwiększyć ładunek zgromadzony dla napięcia o konkretnej wartości. To prototypowe prace, które pozwolą nam wykorzystać zjawisko ujemnej pojemności, by zmniejszyć napięcie wymagane przez współczesne tranzystory - mówi Salahuddin, który już będąc studentem zastanawiał się nad zjawiskiem ujemnej pojemności w ferroelektrykach. Jeśli wykorzystamy to zjawisko do stworzenia niskonapięciowego tranzystora bez jednoczesnego zmniejszania jego wydajności i szybkości pracy, możemy zmienić cały przemysł komputerowy - dodaje uczony. Naukowcy połączyli ferroelektryk cyrkonian-tytanian ołowiu (PZT) z dielektrykiem tytanianem strontu (STO). Następnie do PZT-STO przyłożyli napięcie elektryczne i porównali jego pojemność elektryczną do pojemności samego STO. W strukturze z ferroelektrykiem zaobserwowaliśmy dwukrotne zwiększenie różnicy potencjałów elektrycznych przy tym samym przyłożonym napięciu, a różnica ta może być jeszcze większa - mówią uczeni. Zwiększająca się gęstość upakowania tranzystorów i zmniejszające się ich rozmiary nie pociągnęły za sobą odpowiedniego spadku wymagań co do poboru prądu potrzebnego do pracy. W temperaturze pokojowej do 10-krotnego zwiększenia ilości prądu przepływającego przez tranzystor wymagane jest napięcie co najmniej 60 miliwoltów. Jako, że różnica pomiędzy stanami 0 i 1 w tranzystorze musi być duża, to do sterowania pracą tranzystora konieczne jest przyłożenie napięcia nie mniejszego niż mniej więcej 1 wolt. To wąskie gardło. Prędkość taktowania procesorów nie ulega zmianie od 2005 roku i coraz trudniej jest dalej zmniejszać tranzystory - mówi Khan. A im mniejsze podzespoły, tym trudniej je schłodzić. Salahuddin i jego zespół proponują dodać do architektury tranzystorów ferroelektryk, dzięki któremu można będzie uzyskać większy ładunek z niższego napięcia. Takie tranzystory będą wydzielały mniej ciepła, więc łatwiej będzie je schłodzić. Zdaniem uczonych warto też przyjrzeć się ferroelektrykom pod kątem ich zastosowania w układach DRAM, superkondensatorach czy innych urządzeniach do przechowywania energii.
-
Gorące nadprzewodniki można włączać i wyłączać w ciągu biliardowych części sekundy. Naukowcy z University of Oxford i Instytutu Maksa Plancka z Uniwersytetu w Hamburgu stworzyli ultraszybki przełącznik nadprzewodnikowy. Gorący nadprzewodnik, który został wykorzystany podczas eksperymentów to znany od dawna kryształ, którego głównym składnikiem jest miedzian lantanu (La2CuO4) domieszkowany strontem (La1,84Sr0,16CuO4). W temperaturze -233 stopni Celsjusza staje się on nadprzewodnikiem. Sposób działania materiału nie jest dokładnie znany, jednak uczeni wiedzą, że składa się on z ułożonych jedna na drugiej warstw zbudowanych z tlenu i miedzi. Normalnie elektrony poruszają się tylko wzdłuż warstw. Jednak gdy schłodzimy kryształ do -233 stopni Celsjusza, elektrony mogą przemieszczać się pomiędzy warstwami. Zdaniem fizyków, poniżej tej temperatury elektrony bardziej przypominają falę niż cząstkę, zachodzą na siebie, co umożliwia przemieszczanie się ładunku w trzech wymiarach. Andrea Cavalleri z Uniwersytetu w Hamburgu postanowił sprawdzić, czy stan nadprzewodzący wspomnianego materiału można włączać i wyłączać, manipulując w ten sposób możliwościami poruszania się elektronów. Teoretycznie takie włączanie i wyłączanie jest możliwe za pomocą silnego pola elektrycznego ustawionego pod odpowiednim kątem do warstw kryształu. Jednak zastosowanie tej teorii w praktyce nie miałoby sensu, gdyż pole elektryczne podgrzałoby kryształ i straciłby on właściwości nadprzewodzące. Uczeni postanowili wykorzystać ultrakrótkie impulsy elektromagnetyczne o częstotliwości liczonej w terahercach. Impulsy takie posiadają pole elektryczne, które powinno zakłócać nakładanie się fal pomiędzy warstwami, jednak warunkiem udanego eksperymentu było stworzenie impulsów na tyle silnych, by rzeczywiście doszło do zakłócenia i na tyle krótkotrwałych, by nie podgrzały kryształu. Dopiero od niedawna dysponujemy techniką umożliwiającą generowanie takich impulsów. Eksperymenty wykazały, że terahercowe impulsy umożliwiają wielokrotne przełączanie nadprzewodzącego kryształu. To pozwoli nie tylko badać właściwości gorących nadprzewodników. Przełączane nadprzewodniki pracują bowiem podobnie jak tranzystory polowe, niewykluczone zatem, że w przyszłości będą wykorzystywane jako bardzo szybkie nanotranzystory kontrolowane za pomocą mikrofal.
-
Przestrzeń jest zwykle postrzegana jako nieskończenie podzielna. Jeśli wybierzemy dwa dowolne punkty w przestrzeni, to możemy wyznaczyć pomiędzy nimi połowę odległości. Tymczasem dwóch naukowców z UCLA (Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles) zauważyło, że podzielenie przestrzeni na nieciągłe fragmenty, podobne do szachownicy, wyjaśnia pewne właściwości elektronów. Profesor Chris Regan i student Matthew Mecklenburg pracowali nad tranzystorami z grafenu gdy stwierdzili, że potraktowanie przestrzeni jak szachownicy wyjaśnia, w jaki sposób elektrony mogą otrzymywać spin. Naukowcy stwierdzili, że elektrony zyskują spin dzięki temu, że przebywają w określonej pozycji, na "czarnych" bądź "białych" polach "szachownicy". Moment własny pędu - czyli właśnie spin - pojawia się, gdy te "pola" są na tyle blisko siebie, że nie można znaleźć dzielącej ich granicy. "Spin elektronów może pojawiać się dlatego, że przestrzeń w bardzo małych wymiarach nie jest gładka, ale pofragmentowana, jak szachownica" - stwierdził Regan. Spin, dzięki temu, że może przyjmować tylko dwie wartości, pozwala wyjaśnić stabilność materii, naturę wiązań chemicznych i wiele innych zjawisk. Nie wiadomo jednak, w jaki sposób elektrony "zarządzają" spinem i związanym z nim ruchem obrotowym. Jeśli elektron ma średnicę, to jego powierzchnia musiałaby poruszać się szybciej od prędkości światła, co narusza teorię względności. Eksperymenty wykazały, że elektron nie ma średnicy, jest punktem bez powierzchni i mniejszych struktur. Już w pierwszej połowie XX wieku Paul Dirac dowiódł, że spin elektronu jest związany ze strukturą czasoprzestrzeni, łącząc mechanikę kwantową z teorią Einsteina. Jednak równanie Diraca nie wyjaśnia, w jaki sposób elektron, który jest punktem, uzyskuje moment pędu, ani dlaczego spin przyjmuje tylko dwie wartości. Teraz Regan i Mecklneburg wpadli na proste wyjaśnienie zagadki. "Chcieliśmy obliczyć wzmocnienie sygnału w grafenowym tranzystorze" - stwierdził. Do przeprowadzenia wyliczeń konieczne było zbadanie, w jaki sposób światło wpływa na elektrony w grafenie. Elektrony te przeskakują pomiędzy atomami grafenu tak, jak figury po szachownicy, z tą jednak różnicą, że grafenowa "szachownica" jest trójkątna. Pola "ciemne" wskazują na "góra", pola "jasne" na "dół". Gdy elektron w grafenie zaabsorbuje foton, przeskakuje z pola jasnego na ciemne. To prowadzi do zmiany kierunku spinu. Innymi słowy, przesunięcie elektronu na inną pozycję zmienia jego spin. Spin jest zaś określany przez układ geometryczny siatki krystalicznej grafenu i jest różny od dotychczasowego spinu elektronu. "Mój promotor doktoryzował się ze struktury elektronu. Byliśmy niezwykle podekscytowani stwierdzając, że spin zależy od siatki krystalicznej. To z kolei każe nam się zastanowić, czy zwykły spin elektronu nie powstaje w ten sam sposób" - mówi Mecklenburg. Profesor Regan dodaje, że byłoby dziwne, gdyby tylko grafen posiadał sieć krystaliczną zdolną do generowania spinu.
-
Inżynierowie z Uniwersytetu Południowej Kalifornii uzyskali funkcjonującą synapsę z węglowych nanorurek. Rozwiązanie będzie można wykorzystać w protezach mózgowych lub po spięciu wielu takich synaps, do stworzenia syntetycznego mózgu. Pracami zespołu kierowali profesorowie Alice Parker i Chongwu Zhou. Parker zaczęła się zastanawiać nad możliwościami uzyskania sztucznego mózgu już w 2006 roku. "Chcieliśmy uzyskać odpowiedź na pytanie: czy możemy zbudować obwód, który działałby jak neuron? Następny krok był jeszcze bardziej złożony. Jak z takich obwodów zbudować strukturę naśladującą działanie mózgu, w którym znajduje się 100 mld neuronów, a na jedną komórkę nerwową przypada 10 tysięcy synaps?". Pani profesor podkreśla, że od rzeczywistego sztucznego mózgu dzielą nas jeszcze lata pracy. Następną przeszkodą, z jaką muszą się teraz zmierzyć naukowcy, jest odtworzenie w obwodach naturalnej plastyczności mózgu. Ludzki mózg stale pozyskuje bowiem nowe neurony, tworzy nowe połączenia i przystosowuje się do zmieniających się warunków. Odtworzenie tych procesów w syntetycznych obwodach to nie lada wyzwanie. Parker pokłada spore nadzieje w obecnych badaniach nad inteligencją. Wg niej, ich wyniki będą mieć decydujące znaczenie dla wielu dziedzin nauki: od rozwoju prostetycznej nanotechnologii w celu leczenia pourazowego uszkodzenia mózgu (ang. traumatic brain injury, TBI) po nowoczesne samochody, które chroniłyby kierowcę i pasażerów w nieosiągalnym dotąd stopniu. Tranzystor CNTFET (od ang. Carbon Nanotubes FET) uzyskano z nanorurek węglowych, ułożonych równolegle między źródłem i drenem ze stopu palladu z tytanem. Bramkę o średnicy 50 nm utworzono z dwutlenku krzemu.
-
Zespół pracujący pod kierunkiem uczonych z University of Pittsburgh zbudował tranzystor stworzony za pomocą pojedynczego elektronu. Główny komponen tranzystora, wysepka o średnicy zaledwie 1,5 nanometra, działa dzięki dodaniu jednego lub dwóch elektronów. Taka konstrukcja może też posłużyć do tworzenia nowej klasy materiałów, jak np. nie spotykanych w naturze nadprzewodników. W takich materiałach wysepka byłaby sztucznym jądrem atomu. Nowy tranzystor jest dziełem Jeremy'ego Levy oraz jego zespołu, w skład którego wchodzili naukowcy z University of Pittsburgh, University of Wisconsin, HP Labs oraz brazylijskiego Uniwersytetu Stanowego w Campinas. Uczeni nazwali swoją konstrukcję SketchSET (sketch-based single-electron transistor). Nazwa pochodzi od opracowanego w 2008 roku przez Levy'ego urządzenia, które działa jak mikroskopijna zabawka Etch A Sketch. SketchSET to pierwszy tranzystor jednoelektronowy zbudowany całkowicie z tlenków. Wysepka, o której była wcześniej mowa, może przechowywać do dwóch elektronów. W zależności od tego, czy i ile elektronów się w niej znajduje, zmieniają się jej właściwości przewodzące. Od wysepki odchodzą przewody transportujące elektrony. Jedną z głównych zalet jednoelektronowego tranzystora jest jego duża wrażliwość na ładunek elektryczny. Inna to występowanie ferroelektryczności, co pozwala na użycie konstrukcji w roli pamięci nieulotnej. Ponadto w nanoskali ferroelektryczność może być wrażliwa na zmiany ciśnienia, a to być może umożliwi skonstruowanie urządzeń służących jako nanoczujnik reagujący na ładunki elektryczne i zmiany ciśnienia.
-
Naukowcy z Electro-Optics Center (EOC) Material Division na Pennsylvania State University stworzyli 100-milimetrowy plaster grafenowy. To niezwykle ważny krok w kierunku wykorzystania grafenu do budowy urządzeń elektronicznych. Grafen to dwuwymiarowa forma grafitu, w której elektrony poruszają się znacznie szybciej niż w krzemie. Ocenia się, że dzięki zastąpieniu krzemu grafenem uda się stworzyć procesory, które będą od 100 do 1000 razy bardziej wydajne, od obecnie wykorzystywanych. David Snyder i Randy Cavalero z EOC wykorzystali proces znany jako sublimacja krzemowa. Podgrzewali oni plastry z węglika krzemu tak długo, aż krzem przemieścił się z jego powierzchni i pozostała na niej warstwa grafenu o grubości 1-2 atomów. Dotychczas udawało się to uzyskać na 50-miliometrowym plastrze. Teraz przeprowadzono eksperyment z plastrem o średnicy 100 milimetrów. To największe dostępne na rynku plastry krzemowe. Jak poinformował Joshua Robinson, naukowcy z Penn State umieszczają teraz na plastrze tranzystory i wkrótce rozpoczną testy wydajności. Ich celem jest zbliżenie się do maksymalnej teoretycznej wydajności grafenu wykonanego z węgliku krzemu. Elektrony powinny poruszać się w nim około 100-krotnie szybciej niż w krzemie. To jednak wymaga bardzo czystego materiału, przed uczonymi zatem sporo pracy. Z kolei inna grupa specjalistół już zaczęła prace nad urządzeniami i technologiami, które pozwolą produkować grafenowe plastry z 200-milimetrowych plastrów krzemowych.
-
Naukowcy z University of Illinois zaobserwowali w grafenie zjawisko termoelektryczne i odkryli, że w nanoskali materiał ten chłodzi się efektywniej niż krzem. Zespół pracujący pod kierunkiem profesora Williama Kinga wykorzystał końcówkę mikroskopu sił elektronowych w roli czujnika temperatury. Uczeni dowiedzieli się, że w miejscu, w którym grafenowy tranzystor dotyka metalowych połączeń, chłodzący efekt termoelektryczny jest silniejszy niż ogrzewanie się materiału wywołane oporami w przepływie prądu. Oznacza to, że w tym miejscu tranzystor samodzielnie się schładza. Zjawisko termoelektryczne zachodzi wskutek bezpośredniej transformacji napięcia elektrycznego pomiędzy dwoma punktami na różnicę temperatur. W krzemie i większości materiałów nagrzewanie się spowodowane przepływem prądu jest znacznie większe niż samodzielne chłodzenie. Odkryliśmy jednak, że w tych tranzystorach grafenowych istnieją miejsca, w których chłodzenie jest większe niż nagrzewanie, co pozwala urządzeniom na samodzielne schłodzenie się. Dotychczas nie obserwowano tego zjawiska w grafenie - mówi King. Dzięki nowo odkrytej kolejnej przydatnej właściwości grafenu, elektronika grafenowa, o ile powstanie, będzie wymagała niewiele wspomaganego chłodzenia, a niewykluczone, że obejdzie się bez niego.
-
Profesor Hwang Jenn-Chang i dwóch studentów z tajwańskiego Narodowego Universytetu Tsing Hua potrzebowali niecałych dwóch lat na opracowanie technologii pozwalającej wykorzystywać jedwab w układach elektronicznych. W ten sposób uzyskali elastyczną elektronikę i już prowadzą z przedstawicielami przemysłu rozmowy o wdrożeniu jej produkcji. Tajwańska technologia pozwala na zmianę płynnego jedwabiu w membrany działające jak izolatory w tranzystorach cienkowarstwowych. Olbrzymią zaletą jedwabiu jest jego niska cena, a w miarę obniżania się cen urządzeń, producenci szukają coraz tańszych materiałów do ich produkcji.
-
Od kilku lat ekscytujemy się możliwościami grafenu, który być może w niektórych zastosowaniach zastąpi krzem. Tymczasem grafenowi wyrósł właśnie bardzo groźny konkurent - molibdenit. Ten minerał z gromady siarczków (MoS2 - siarczek molibdenu) występuje na całym świecie, również w Polsce. Jest on używany w stopach stali oraz do produkcji lubrykantów. Dotychczas jednak nie badano jego właściwości elektronicznych. A te, jak informują uczeni z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), są niezwykle interesujące. To dwuwymiarowy [podobnie jak grafen - red.] materiał, bardzo cienki i łatwy do wykorzystania w nanotechnologii. Potencjalnie można go wykorzystać do produkcji LED, małych tranzystorów i ogniw słonecznych - mówi profesor Andras Kis. Uczony podkreśla jego przewagę nad krzemem i grafenem. Dzięki swojej dwuwymiarowej strukturze molibdenit pozwoli na produkcję mniejszych, w porównaniu z krzemowymi, podzespołów elektronicznych. W warstwie MoS2 o grubości 0,65 nanometrów elektrony mogą poruszać się równie swobodnie jak w warstwie krzemu o grubości 2 nanometrów - stwierdza Kis. A obecnie nie jesteśmy w stanie wyprodukować tak cienkich warstw krzemu jak monowarstwa siarczku molibenu - dodaje. Jednak to nie wszystko. Tranzystory wykonane z molibdenu pobierałyby o w stanie spoczynku o 100 000 razy mniej energii niż tranzystory krzemowe. Jakby jeszcze tego było mało, molibdenit ma też kolosalną przewagę nad grafenem. Otóż półprzewodniki wykorzystywane w elektronice muszą posiadać przerwę energetyczną, Jej szerokość ma podstawowe znaczenie w elektronice. Przerwa w molibdenicie ma wartość 1,8 eV, co czyni go świetnym materiałem na tranzystory. Wspomniany na wstępie grafen nie posiada w ogóle przerwy energetycznej i trzeba ją sztucznie tworzyć, co jest skomplikowanym procesem. Badania nad molibdenitem przyszły w samą porę. Przed kilkoma dniami IBM ogłosił, że grafen nie może zastąpić krzemu w tranzystorach. Okazało się bowiem, że grafenowych tranzystorów nie można całkowicie wyłączyć.
-
Naukowcy z Finlandii stworzyli pamięć masową z węglowych nanorurek, której prędkość pracy dorównuje kartom pamięci czy klipsom USB. Odczyt i kasowanie danych odbywa się w ciągu 100 nanosekund, czyli 100 000 razy szybciej, niż wcześniej wyprodukowane nanorurkowe pamięci masowe. Fińskie urządzenie wytrzymuje ponad 10 000 cykli zapisu/kasowania. Päivi Törmä z uniwersytetu w Helsinkach stwierdził: Pod względem prędkości i wytrzymałości, nasza pamięć jest tak dobra jak komercyjne dostępne kości flash. Do stworzenia układów wykorzystano tranzystory polowe z węglowych nanorurek. Zostały one umieszczone na krzemowym podłożu i odizolowane od niego za pomocą 20-nanometrowej warstwy tlenku hafnu. To właśnie użycie tlenku hafnu jest kluczem do szybkiej pracy pamięci. Na niego nałożono kilka kropel roztworu zawierającego nanorurki. Średnica każdej z nich wynosi od 1,2 do 1,5 nanometra, a długość to od 100 do 360 nanometrów. Następnie za pomocą mikroskopu sił atomowych zidentyfikowano odpowiednio ułożone nanorurki, które połączono za pomocą palladu, tworząc w ten sposób dren i źródło. Rolę bramki pełni krzemowe podłoże. W końcu na warstwę nanorurek nałożono kolejną 20-nanometrową warstwę tlenku hafnu, tworząc izolację. Na razie nanorurkowe układy pamięci są w stanie przechowywać dane przez około 42 godziny. To niewiele, dlatego Törmä i jego zespół chcą wydłużyć ten czas. Uważają, że można tego dokonać poprzez dodanie warstwy tlenku pomiędzy bramkę a nanorurki.
-
Współczesne banknoty mają dziesiątki zabezpieczeń przed ich fałszowaniem. Uczeni z Niemiec i Japonii zaprezentowali właśnie technikę, która umożliwi opracowanie całkowicie nowych sposobów zabezpieczania. Umieścili oni mianowicie układy logiczne na banknotach. Na dolary, franki szwajcarskie, jeny i euro naniesiono ostrożnie złoto, tlenek glinu oraz organiczne molekuły, tworząc w ten sposób tranzystory i proste obwody. Co ważne, dokonano tego, jak stwierdził Ute Zschieschang z Instytutu Maksa Plancka, bez użycia agresywnych chemikaliów i wysokich temperatur, które mogłyby zniszczyć powierzchnię banknotu. Takie proste tranzystory cienkowarstwowe (TFT) mają grubość zaledwie 250 nanometrów i pracują przy napięciu 3 woltów. Prąd o tak niskim napięciu może być dostarczany do banknotów bezprzewodowo, za pomocą zewnętrznych czytników, podobnych do tych, które zbierają dane z tagów RFID. Przeprowadzono już pierwsze testy, które wykazały, że wspomniane obwody mogą przeprowadzać proste operacje obliczeniowe. Specjaliści zastanawiają się teraz, w jaki sposób wykorzystać je do zabezpieczenia banknotów.
-
Badacze IBM-a zaprezentowali najszybszy tranzystor grafenowy na świecie. Urządzenie pracuje z częstotliwością 100 GHz i powstało w ramach finansowanego przez DARPA programu Carbon Electronics for RF Appplications (CERA), którego zadaniem jest opracowanie urządzenie komunikacyjnych kolejnej generacji. Grafenowy tranzystor został wyprodukowany za pomocą technologii kompatybilnej z obecnie używanymi technikami produkcji elektroniki krzemowej, co oznacza, że stosunkowo łatwo będzie można wdrożyć go do masowej produkcji. Od dłuższego już czasu wiadomo, że grafen jest niezwykle obiecującym materiałem, w którym elektrony poruszają się znacznie szybciej niż w krzemie. Teraz udało się udowodnić, że z grafenu można tworzyć bardzo wydajne podzespoły. Tranzystor powstał dzięki technice sublimacji krzemowej, za pomocą której niedawno stworzono 100-milimetrowy plaster grafenowy. Tranzystor IBM-a korzystał z metalowej bramki, polimerowego izolatora i tlenku o wysokiej stałej dielektrycznej. Był dość spory, gdyż długość bramki wynosiła aż 240 nanometrów, co oznacza, że możliwy jest dalszy postęp. Jednak najbardziej istotny w pracach IBM-a jest fakt, że, pomimo iż tranzystory grafenowe dopiero raczkują, już pracują z wyższą częstotliwością, niż układy krzemowe o tej samej długości bramki. W krzemie udało się bowiem osiągnąć około 40 GHz.
-
Jak wiemy, miniaturyzacja krzemowych tranzystorów ma swoje granice i współczesna technologia właśnie się do nich zbliża. Dlatego też poszukiwane są alternatywne sposoby na zapewnienie ciągłego rozwoju komputerów. Jednym z nich jest pomysł na wykorzystanie krzemowych nanokabli. W 2008 roku naukowcy z MIT-u stworzyli nanokable, w których ruchliwość elektronów jest dwukrotnie lepsza niż w poprzednich tego typu produktach. Teraz ten sam zespół udowodnił, że jest w stanie ułożyć na sobie do pięciu wysoko wydajnych nanokabli, pięciokrotnie zwiększając w ten sposób wydajność nanokablowego tranzystora, bez zwiększania jego powierzchni na układzie scalonym. Zaletą rozwiązania proponowanego przez MIT jest fakt, iż nanokable zawieszone są w powietrzu, więc można je izolować, by nie dopuszczać do wyciekania ładunku, co jest coraz większym problemem w miarę zmniejszania tranzystorów. Jednak wadą nanokabli są ich niewielkie rozmiary, które ograniczają ilość przenoszonego ładunku. Profesor Judy Hoyt oraz jej studenci, Pouya Hashemi i Leonardo Gomez, zwiększyli wydajność nanokabli nieco rozciągając krzem tak, by jego atomy były oddalone od siebie bardziej niż normalnie. Rozciągnięty krzem stosuje się w konwencjonalnych tranzystorach od 2003 roku, a profesor Hoyt była jednym z pionierów badań nad tego typu technologią. Uczeni z MIT-u rozpoczęli swoje prace od umieszczenia na plastrze krzemowym mieszaniny krzemu domieszkowanego germanem. Na to nałożyli warstwę czystego krzemu. Jego atomy, próbując dopasować się do położenia atomów niższej warstwy, musiały się rozciągnąć, gdyż atom germanu jest większy od atomu krzemu, więc odległości pomiędzy nimi są większe. Następnie warstwę tak rozciągniętego krzemu umieszczono na kolejnym krzemowym plastrze. Na nim umieszczono na zmianę warstwy krzemu z germanem oraz czystego krzemu. Tak przygotowany stos pocięto, a następnie usunięto warstwy krzemu z germanem, otrzymując liczne zawieszone w powietrzu nanokable z rozciągniętego krzemu. Udało się zatem uzyskać tranzystory, w których ładunek przenoszony jest przez poruszające się elektrony. W tradycyjnych tranzystorach jest on jednak również przenoszony przez dziury. Wykorzystanie ich potencjału wymaga z kolei zupełnie innego podejścia do nanokabli. Atomy w nich powinny być nie rozciągnięte, a ściśnięte. Zespół profesor Hoyt już pracuje nad odpowiednimi nanokablami.
-
Po raz pierwszy w historii udało się zbudować tranzystor złożony z jednej molekuły. Dokonali tego uczeni z Yale University oraz Instytutu Nauki i Technologii Gwangju z Korei Południowej. Amerykańsko-koreański zespół udowodnił, że podłączona do złota molekuła benzenu działa tak, jak krzemowy tranzystor. Byli w stanie manipulować stanami energetycznymi molekuły za pomocą napięcia, a dzięki temu mogli kontrolować prąd przepływający przez molekułę. Jednym z autorów najnowszego odkrycia jest profesor Mark Reed. Tranzystor z molekuły mógł powstać dzięki jego wcześniejszym badaniom, gdyż to on w latach 90. ubiegłego wieku udowodnił, że możliwe jest uwięzienie pojedynczej molekuły pomiędzy dwoma stykami elektrycznymi. Od tamtego czasu wraz z profesorem Takhee Lee opracowywał technikę, która pozwoliła im "zobaczyć" co się dzieje z taką molekułą. Opracowali też metody produkowania miniaturowych styków elektrycznych, zidentyfikowali molekuły, które mogą z nimi współpracować, dowiedzieli się w jaki sposób umieścić je pomiędzy stykami i jak podłączyć całość do prądu. Profesor Reed rozwiewa jednak nadzieje tych, którzy chcieliby w niedalekiej przyszłości zobaczyć urządzenia z molekularnymi tranzystorami. Nie skonstruujemy następnej generacji układów scalonych. Jednak po latach pracy osiągnęliśmy nasz cel i pokazaliśmy, że molekuły mogą działać jak tranzystory - mówi Reed. Od molekularnych komputerów, o ile te w ogóle powstaną, dzielą nas dziesiątki lat.
-
Inżynierowie z Uniwersytetu Stanforda stworzyli najdoskonalsze i najbardziej wydajne układy scalone wykorzystujące węglowe nanorurki. Uczonym udało się wyeliminować niedoskonałości, które przyczyniały się do powstawania spięć w obwodach. Dowodzi to, że prace nad węglowymi nanorurkami wykorzystywanymi w tranzystorach wyszły poza dziedzinę odkryć naukowych i mogą być prowadzone na poziomie inżynierskim - powiedział profesor H.-S. Philip Wong, który prezentował najnowsze dokonania swojego zespołu podczas International Electron Devices Meeting w Baltimore. W tej chwili jesteśmy w stanie budować obwody w skali całego plastra krzemowego. Dotychczas mogliśmy tworzyć pojedyncze urządzenia - dodał. Nie oznacza to, że w najbliższym czasie na rynek trafią układy scalone z nanorurkowymi tranzystorami. Na razie bowiem udało się umieścić w nowym chipie stosunkowo niewiele tranzystorów. Najważniejszy jest jednak fakt, że technika, dzięki której tego dokonano, jest podobna do obecnie wykorzystywanych technologii przemysłowych i jest kompatybilna ze standardem VLSI. Układy, które powstały na Uniwersytecie Stanforda, wykorzystują trzy podstawowe techniki opracowane w ostatnich latach na tej uczelni. Pierwsza z nich, stworzona w 2007 roku, pozwala nanorurkowym tranzystorom pracować nawet wówczas, gdy tworzące je nanorurki nie są idealnie dopasowane. Druga, z 2008, umożliwia zgodną z VLSI produkcję nanorurkowych tranzystorów. Trzecia, właśnie zaprezentowana, pozwala na eliminowanie wadliwych nanorurek, które przewodziły prąd wówczas, gdy nie powinny. Uczeni nazwali ją VLSI-compatible Metallic Nanotube Removal (VMR). Przy jej opracowywaniu wykorzystano pomysł, na który w roku 2001 wpadł Paul Collins i jego zespół z IBM-a. Używali oni prądu do niszczenia nanorurek. Uczeni ze Stanforda używają elektrod do oddzielania wadliwych nanorurek od prawidłowych. Te same elektrody mogą być później połączone z nanorurkami, tworząc obwód elektryczny. Najpoważniejszą przeszkodą na drodze do budowy układów scalonych wykorzystujących nanorurki jest opracowanie techniki pozwalającej na zwiększenie liczby nanorurkowych tranzystorów na chipie do wielu milionów. Naukowcy sądzą, że poradzą sobie z tym problemem.
-
Naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Helsinkach, University of New South Wales i University of Melbourne zbudowali tranzystor, którego aktywne części składają się z... pojedynczego atomu fosforu umieszczonego na krzemie. Idea tranzystora bazuje na zjawisku tunelowania elektronów pomiędzy atomem fosforu a źródłem i drenem. Przepływ elektronów może być kontrolowany za pomocą napięcia podawanego do pobliskiej elektrody, której szerokość liczona jest w dziesiątkach nanometrów. Pół roku temu ktoś zapytał mnie i drugiego lidera projektu, profesora Andrew Dzuraka, kiedy, naszym zdaniem, może powstać tranzystor o wielkości pojedynczego atomu. Popatrzyliśmy na siebie, uśmiechnęliśmy się i odpowiedzieliśmy, że już taki tranzystor skonstruowaliśmy - mówi doktor Mikko Möttönen. Naszym celem nie było jednak stworzenie najmniejszego tranzystora dla klasycznego komputera, ale kwantowego bitu dla komputerów kwantowych - dodaje.
-
Naukowcy z laboratorium HP połączyli memrystor z tradycyjnym układem scalonym. Udowodnili w ten sposób, że nowy komponent może współpracować ze współczesną technologią, a to oznacza, iż wkrótce układy z memrystorami mogą trafić na rynek. To bardzo dobra wiadomość dla producentów procesorów, którzy szukają sposobów na ciągłe zwiększanie wydajności tych układów. W ciągu najbliższych lat możemy dojść do granicy, poza którą nie będzie możliwe produkowanie coraz mniejszych podzespołów. Już wcześniej udowodniono, że dzięki memrystorom będzie można tworzyć mniejsze, energooszczędne układy, gdyż memrystor może zastępować tranzystory. Memrystor to rodzaj opornika z pamięcią. Potrafi on zmieniać oporność w zależności od wartości i kierunku przyłożonego napięcia i, co bardzo ważne, zapamiętuje oporność po odłączeniu zasilania. Każdy memrystor może zastąpić od 7 do 12 tranzystorów - mówi Stan Williams, jeden z twórców memrystora. Jako, że potrafi on zapamiętać ostatnią wartość, jest znacznie bardziej energooszczędny od tranzystorów, które muszą być bez przerwy odświeżane nowymi dawkami energii elektrycznej. Williams, który kieruje badaniami nad memrystorami, wraz z zespołem umieścili 10 000 memrystorów na standardowym układzie CMOS. Specjaliści mówią, że największym wyzwaniem było samo umieszczenie memrystorów na miejscu, gdyż powierzchnia układów CMOS nie jest równa, a odchylenia rzędu 1/10000 milimetra mogłyby okazać się zbyt duże. Zastosowana macierz memrystorów została zbudowana z 200 krzyżujących się przewodów, które utworzyły siatkę z 10 000 połączeń. W każdym punkcie, gdzie przewody się krzyżowały, umieszczono pomiędzy nimi warstwę dwutlenku tytanu. Dzięki temu punkty skrzyżowań stały się memrystorami. Macierz połączono miedzianymi kablami z leżącym poniżej układem scalonym. Memrystor mógł przejąć część zadań układu CMOS. W ten sposób zwiększono jego wydajność bez konieczności zwiększania liczby tranzystorów, co pociągnęłoby za sobą konieczność użycia mniejszych tranzystorów, by większa ich liczba zmieściła się na takiej samej powierzchni. Co więcej, jak zauważył Williams, użycie memrystora spowodowało, że kość została wzbogacona o właściwości układu FPGA, czyli takiego, który można na bieżąco konfigurować w zależności od potrzeb. Uczeni zauważają, że konieczne jest jeszcze zwiększenie wydajności hybryd memrystor-CMOS, jednak ich pojawienie się zapowiada zmiany w całym przemyśle półprzewodnikowym.
-
Obowiązująca przez dziesiątki lat teoria dotycząca zakłóceń występujących w tranzystorach prawdopodobnie jest fałszywa. Może to oznaczać, że wkrótce nie będziemy w stanie produkować mniejszych i bardziej wydajnych układów scalonych dopóty, dopóki nie powstanie prawdziwa teoria wyjaśniająca szumy. Jason Campbell i jego zespół z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii badali fluktuacje pomiędzy stanami on i off w coraz mniejszych tranzystorach. Odkryli w ten sposób, że obowiązujący od dziesiątków lat standardowy model wyjaśniający zakłócenia nie pasuje do faktów. Teoria zwana modelem tunelowania elastycznego mówi, że wraz ze zmniejszaniem się rozmiarów tranzystora, częstotliwość zakłóceń jest coraz większa. Jednak Campbell i jego koledzy wykazali, że nawet w tranzystorach o rozmiarach jednego nanometra częstotliwość ta jest ciągle taka sama. Oznacza to, że cały model wyjaśniający to zjawisko jest nieprawidłowy. Dotychczas nie stanowiło to większego problemu ze względu na spore rozmiary tranzystorów. Te jednak bardzo szybko stają się coraz mniejsze i wkrótce przemysł może natknąć się na problem, z którym sobie nie poradzi, gdyż nie będzie wiadomo jak. Jest to szczególnie ważne w tranzystorach o małej mocy, gdyż w ich przypadku fluktuacje pomiędzy on i off są szczególnie duże. To poważna przeszkoda na drodze rozwoju tranzystorów dla zastosowań wymagających małej mocy. Musimy zrozumieć na czym polega problem, zanim go naprawimy. Kłopot w tym, że w tej chwili nie mamy pojęcia co się dzieje - mówi Campbell.