Układy z zegarami ponad 400 GHz możliwe do stworzenia?

Głównym bohaterem dzisiejszej elektroniki jest nie kto inny jak tranzystor krzemowy, jednak jego możliwości miniaturyzacji dobiegają powoli końca. Po przekroczeniu bariery, która wynosi 10 nanometrów nie będzie już możliwe dalsze miniaturyzowanie układów CMOS. Nadzieją na lepsze jutro jest grafen, jednak okazuje się, że ten materiał jest dużo bardziej kłopotliwy i niereformowalny niż ktokolwiek mógłby wcześniej przypuszczać. Wróćmy na chwilę do tranzystora, czyli półprzewodnika - gdy nie przekroczymy odpowiedniej wartości napięcia, będzie zachowywał się jak izolator, czyli prąd nie będzie przez niego płynął. Dopiero po zwiększeniu dawki tranzystor „puszcza” elektrony i takie zjawisko nazywamy przerwą energetyczną. Grafen jest całkowitym przewodnikiem pozbawionym tej przerwy energetycznej, czyli nigdy nie będzie zachowywał się jak izolator.

Naukowcy próbowali sztucznie utworzyć przerwy energetyczne, jednak wyniki ich prac były bardzo mizerne. Na inny pomysł wpadli badacze z uniwersytetu w Kalifornii. Zamiast walczyć z wiatrakami stworzyli tranzystor na bazie grafenu, który wykorzystuje efekt ujemnej oporności przyrostowej. O co dokładnie w tym wszystkim chodzi? Gdy dostarczymy dodatkowe napięcie do układu zbudowanego na podstawie tranzystora grafenowego okaże się, że wartość nacięcia w całym układzie spadła. Załóżmy, że jest to rozwiązanie naszego problemu. Gdzie takie rozwiązanie może znaleźć zastosowanie? Naukowcy twierdzą, że dzięki temu będzie możliwe budowanie układów logicznych.

Grafen zrewolucjonizuje współczesną elektronikę?

Będą one charakteryzować się bardzo wysoka częstotliwością taktowania, która może wynosić nawet 427 GHz. Nie ulega wątpliwości, że grafen może stanowić przyszłość elektroniki, ale ten materiał okazuje się być bardzo problematyczny w zastosowaniach, w których my chcemy go wykorzystać. Co jakiś czas słychać o pozytywnych próbach ujarzmienia tego materiału, ale to nie jest jeszcze to, co chcielibyśmy uzyskać.

Źródło: Arxiv