Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Rekomendowane odpowiedzi

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. 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

niech mi to ktos wyjasni, bardzo prosze, bo jak dla mnie to chyba dobrze, ze nie ma zaklucen ;]

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

niech mi to ktos wyjasni, bardzo prosze, bo jak dla mnie to chyba dobrze, ze nie ma zaklucen ;]

 

Częstotliwość nie rośnie, a nie siła/ilość zakłóceń; ta rośnie tym bardziej, im mniejsze są tranzystory.

 

Dlatego naukowcy chcą się dowiedzieć, czemu te zakłócenia powstają - żeby im zapobiec :-)

 

Do autora: w artykule brakuje informacji, że te zakłócenia są coraz silniejsze przy postępującej miniaturyzacji. Jest tylko o wzroście częstotliwości, który jest nieprawdziwy, i o rosnącym problemie miniaturyzacji. Gdybym sobie nie uzupełnił tego artykułu wiedzą z zewnątrz, to też bym miał problemy ze zrozumieniem tego artykułu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Z artykułu przecież wynika jasno, że niezależnie od rozmiaru tranzystora - częstotliwość zakłóceń wynikających z przełączania stanów okazała się być stała, wbrew powszechnym przewidywaniom. Pozorny wzrost siły zakłóceń wynika więc z większej "ekologiczności" (mniejszej mocy), która z kolei wynika ze spadającej wytrzymałości izolatorów w coraz mniejszej skali - czyli aby elektrony nie przeskakiwały między ścieżkami.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Z artykułu przecież wynika jasno, że niezależnie od rozmiaru tranzystora - częstotliwość zakłóceń wynikających z przełączania stanów okazała się być stała, wbrew powszechnym przewidywaniom. Pozorny wzrost siły zakłóceń wynika więc z większej "ekologiczności" (mniejszej mocy), która z kolei wynika ze spadającej wytrzymałości izolatorów w coraz mniejszej skali - czyli aby elektrony nie przeskakiwały między ścieżkami.

 

Tak, ale nie znalazłem zdania, gdzie pokazane jest dosłownie (a nie w domyśle), że mniejszy rozmiar = większe zakłócenia -> ta sama energia silniej działa na mniejsze konstrukcje. Jest tylko napisane, że zależność wielkość/częstotliwość jest nieprawdziwa.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

No bo właśnie taką zależność, w sposób stricte, obalono. ;)

PS. tu nie chodzi także o częstotliwość pracy obwodu, a o częstotliwość zakłóceń.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

No bo właśnie taką zależność, w sposób stricte, obalono. ;)

PS. tu nie chodzi także o częstotliwość pracy obwodu, a o częstotliwość zakłóceń.

 

No tak. Ale obwód generuje pewną ilość zakłóceń o danej sile. Im bardziej skomplikowany obwód, tym ta siła silniej zakłóca. Tego nie ma wyjaśnionego w artykule, a nie każdy to wie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      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
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      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.
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...