Американцы сделали транзистор без полупроводника — Naked Science
4 минуты
Редакция

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.
Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

Вчера, 19:01
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

Вчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

23 февраля
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: