08.11.2016
Редакция Naked Science

Американцы сделали транзистор без полупроводника

Американские ученые разработали микроэлектронное устройство, проводимость которого может возрастать под воздействием инфракрасного излучения малой мощности. Результаты исследования представлены в журнале Nature Communications.

Возможности современной микроэлектроники, например транзисторов, ограничены свойствами полупроводников. Их производительность сильно зависит от ширины запрещенной зоны и скорости электронов основного материала (часто это кремний или арсенид галлия). Увеличить проводимость позволяет замена полупроводникового канала на газ или вакуум, в который высвобождаются электроны. Однако такое высвобождение требует высоких температур (более 537 градусов Цельсия) и напряжения (не менее 100 вольт), что мало реализуемо в микроэлектронных устройствах.

 

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метаповерхность, которая обеспечивает проводимость за счет фотоэмиссии. На подложку из кремния и диоксида кремния они поместили массив золотых наноструктур высотой 225 и толщиной 70 нанометров. Устройство сконструировано так, что при приложении постоянного тока (до 10 вольт) и лазера непрерывного излучения (5–40 ватт на сантиметр в минус второй степени) на нем образуются точки высокочастотного электрического поля. Эти точки обеспечивают достаточную мощность для высвобождения электронов из металла.

 

Наноструктура из золота, график усиления электрического поля и распределение его величины (красным цветом обозначены максимальные значения). / © Ebrahim Forati, Nature Communications, 2016

 

Испытания показали, что даже при минимальном воздействии лазера проводимость поверхности возрастает со 100 до 800 наноампер. При этом высвобождающимися электронами можно управлять с помощью внешнего электрического или магнитного поля. По словам авторов, в ходе тестов устройство помещалось в вакуумную камеру, чтобы предотвратить формирование вокруг него газовой плазмы. Вместе с тем все описанные эффекты повторялись при атмосферном давлении с некоторыми различиями.

 

«Наше устройство не заменит все полупроводники, но может стать приоритетным для некоторых приложений, например высокочастотных или высокоэнергетических. Теперь нам необходимо выяснить, насколько эта разработка масштабируема и каковы пределы ее производительности», — сообщил соавтор работы Дэн Сивенпайпер (Dan Sievenpiper). Он добавил, что команда также изучает возможности для использования технологии в других областях: фотохимии и фотокатализе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
8 часов назад
Алиса Гаджиева

Мужчину и женщину похоронили 2500 лет назад и снабдили средством для разговора с Осирисом, необходимыми внутренними органами и большим числом слуг.

Вчера, 13:57
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили, что крупный торговый центр на севере Франции построен на месте некрополя IV века.

Позавчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: