Создан первый в своем роде алмазный валлитронный транзистор

Валлитронный полевой транзистор

Исследователи из Упсальского университета, Швеция, и компании Element Six, Великобритания, впервые продемонстрировали возможность электрического управления валлитронными токами в 3D-полевых транзисторах с двойным затвором, изготовленными из алмаза. Напомним, что валлитроника (Valleytronics) — это перспективная технология передачи и обработки информации, в которой информация переносится в виде поляризации электронов, а не их электрического заряда, как это делается в современной электронике.

Отметим, что исследования в области валлитроники в последние годы все чаще и чаще становятся объектом приложения усилий со стороны ученых-физиков из-за того, что она, валлитроника, может обеспечить появление новой парадигмы хранения и обработки информации в квантовых вычислительных системах. Быстрое и прямое электрическое управление состояниями валлитронных систем, не требующее использования внешних магнитных полей, является ключевым моментом для построения практических вычислительных систем, обладающих высоким быстродействием и эффективностью.

Ученые выбрали алмаз в качестве материала для валлитронного транзистора из-за того, что этот материал, в который внесен очень маленький процент определенных примесей, является превосходным полупроводником с широкой запрещенной зоной. Помимо этого, алмаз является прекрасным проводником тепла, обладает высокой механической прочностью и абсолютно инертен с химической точки зрения. Все это, плюс наличие технологий, позволяющих без особых трудностей синтезировать монокристаллы алмаза высокой чистоты, делают алмаз очень перспективным материалом для использования в силовой электронике.

В своих экспериментах ученые использовали монокристаллический алмаз с очень малой концентрацией примеси азота. Для увеличения надежности срабатывания ими была реализована схема полевого транзистора с двойным затвором, а для увеличения степеней свободы валлитронных токов, управления траекторией их движения и поляризации в структуру были добавлены дополнительные электроды стока.

Путем изменения напряжения смещения, подаваемого на затвор, в транзисторе производится управление состоянием заряда в области азотных вакансий. Это позволяет использовать эти вакансии как проводники валлитронных токов, выстраивая из них своего рода «дорожку», более того, наличие двух затворов позволяет выстраивать токопроводящие дорожки различной длины и конфигурации. А это, в свою очередь, обеспечивает точное управление временем, в течение которого поляризованные электроны проходят сквозь транзистор.

Появление первого валлитронного устройства, позволяющего управление поляризационными токами при помощи электростатического метода, является первым шагом на пути к созданию более сложных вычислительных устройств совершенно нового типа. А первым практическим применением валлитронного полевого транзистора может стать электронная накачка квантовых точек в структуре алмаза, которые будут выступать в роли лазеров — источников единичных фотонов, имеющих значение поляризации, совпадающее со значением поляризации электронов.

Ключевые слова:
Валлитроника, Ток, Электрон, Поляризация, Управление, Транзистор, Структура, Затвор, Алмаз, Кристалл

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Ученые превратили алмаз в практически идеальный полупроводник для силовой э …
  • Создан высокоскоростной оптический транзистор, содержащий единственный крош …
  • Новый полевой транзистор с плавающим затвором — революция в области компьют …
  • Изготовлены первые полевые транзисторы на основе нового материала, перовски …
  • Алмаз стал основой первого твердотельного мазера, способного работать в неп …
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Углеродные нанотрубки были превращены в крошечные транзисторы при помощи электронного микроскопа
    Международная группа ученых, в состав которой входили исследователи из Японии, Китая, России и Австралии, использовали разработанный ими уникальный инструмент, встроенный в конструкцию типового электронного ...
    Создана органическая молекула, работающая как крошечный молекулярный транзистор
    Исследователи из Лундского университета (Lund University), Швеция, создали достаточно простую молекулу одного из видов углеводородов, которая с электрической точки зрения выполняет функцию логического ключа. ...
    Использование графена позволило создать самый маленький в мире датчик-акселерометр
    Буквально каждый день исследования в области нанотехнологий и наноматериалов приносят нам нечто новое и интересное. Ярким примером тому является новый крошечный датчик-акселерометр, изготовленный из ...
    Крошечные MEMS-устройства обеспечили рекордную разрешающую способность твердотельных лазерных сканнеров LiDAR
    Когда в 2010 году начали появляться первые самоуправляемые автомобили-роботы, большинство из них было оборудовано механическими лазерными сканнерами LiDAR, устанавливаемыми на крыше. Сканер LiDAR представляет ...
    Создан крошечный уникальный резонатор, способный генерировать сразу несколько частот
    В большинстве современных устройств, начиная от простейших электронных часов, используются специальные компоненты, называемые тактовыми генераторами, которые при подаче на них соответствующего сигнала начинают выдавать ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика