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  • Mirando hacia atrás y hacia adelante:una década de búsqueda de un transistor transformador

    Esta es una imagen esquemática de un NC-FET donde una capa de HZO ferroeléctrico compatible con CMOS es parte de la pila de puertas para realizar capacitancia negativa en la pila de puertas y operación del transistor por debajo de 60 mV / dec. Crédito:Peide D. Ye

    Los teléfonos inteligentes contienen miles de millones de pequeños interruptores llamados transistores que nos permiten ocuparnos de una miríada de tareas más allá de hacer llamadas:enviar mensajes de texto, navegando por barrios, tomar selfies y buscar nombres en Google. Estos interruptores involucran un canal eléctricamente conductor cuya conductividad puede ser cambiada por un terminal de puerta, que está separado del canal por una película dieléctrica de tan solo 5 a 6 átomos de espesor.

    Los transistores se han miniaturizado durante los últimos 50 años según la ley de Moore, una observación de que la cantidad de transistores en un chip puede duplicarse aproximadamente cada 18 meses, mientras que el costo se reduce a la mitad. Pero ahora hemos llegado al punto en el que los transistores ya no se pueden escalar más.

    En el diario Letras de física aplicada , los investigadores revisan los transistores de efecto de campo de capacitancia negativa (NC-FET), un nuevo concepto de dispositivo que sugiere que los transistores tradicionales se pueden hacer mucho más eficientes simplemente agregando una capa delgada de material ferroeléctrico. Si funciona, el mismo chip podría calcular mucho más, sin embargo, requieren una carga menos frecuente de su batería.

    La física de la tecnología se está evaluando en todo el mundo y, en su artículo, Los investigadores resumen el trabajo de vanguardia con NC FET y la necesidad de una interpretación autoconsistente y coherente de una variedad de experimentos que se reportan en la literatura.

    "Los NC FET fueron propuestos originalmente por mi colega, el profesor Supriyo Datta, y su estudiante de posgrado, Sayeef Salahuddin, que ahora es profesor en la Universidad de California, Berkeley, "dijo Muhammad Ashraful Alam, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Purdue.

    Desde el principio, Alam encontró intrigante el concepto de NC-FET, no solo porque aborda el problema urgente de encontrar un nuevo interruptor electrónico para la industria de los semiconductores, pero también porque sirve como marco conceptual para una amplia clase de dispositivos de transición de fase denominados colectivamente "conmutadores Landau".

    "Más recientemente, cuando mi colega y coautor, el profesor Peide Ye, comenzó a demostrar experimentalmente estos transistores, fue una oportunidad para trabajar con él para explorar características profundamente intrigantes de esta tecnología de dispositivo, ", Dijo Alam." Nuestro artículo resume nuestra perspectiva 'teórico-experimentalista' con respecto al tema ".

    Aunque se han publicado cientos de artículos sobre el tema, según los investigadores, la validez de NC cuasiestático y los límites de fiabilidad de frecuencia de NC-FET todavía se debaten acaloradamente.

    Si se demuestra e integra de manera concluyente en los circuitos integrados modernos, el impacto de los transistores NC-FET será transformador. "Dado el potencial, existe la necesidad de un análisis sistemático del concepto de dispositivo, ", dijo Ye." Descubrimos que los datos de varios grupos tienen una amplia dispersión y los investigadores están utilizando técnicas muy diferentes para caracterizar sus dispositivos. Esto requiere un análisis integrado y completo del conjunto de datos existente ".

    Los investigadores esperan que su trabajo unirá a la comunidad para sugerir formas de lograr un progreso coordinado hacia la realización de esta tecnología prometedora.


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