Вчені з'ясували, наскільки ще можна зменшувати транзистори

17 июня 2026

Дослідники з Корейського передового інституту науки і технологій (KAIST) представили методику розрахунку квантового межі зменшення транзисторів. З певного моменту квантовий ефект тунелювання призводить до неконтрольованого зростання витоків струму. Методика надає кількісне уявлення про способи протидії цим процесам, щоб виробники чіпів рухалися до найменшого можливого транзистора не наосліп, а свідомо.

Транзистор і його зменшення: ІІ-генерація ChatGPT/3DNews

Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT/3DNews

Методика базується на широко використовуваній у квантовій фізиці теорії функціонала густини. Науковий світ успішно використовує її для моделювання електронних структур молекул матеріалів. При правильному підході теорія повністю підходить для попередньої і досить точної оцінки межі масштабування майбутніх напівпровідникових пристроїв. Це завдання стає особливо важливим на фоні переходу індустрії до так званих 2-нм технологічних процесів, коли маркетингова назва функціонального елемента вже не збігається з реальними фізичними розмірами транзисторних структур, а самі елементи все ближче підходять до квантово-механічних обмежень.

Головна проблема мініатюризації полягає в тому, що при занадто малих розмірах елементів електрони починають проходити через енергетичні бар'єри, які в класичній фізиці повинні були б їх зупиняти. Це явище відоме як квантове тунелювання. Для транзистора це означає зростання паразитних струмів витоку і погіршення управління струмом між витоком і стоком. Експериментально нащупати такі межі вкрай складно: область контакту між металевим електродом і напівпровідниковим каналом має атомарно незначні розміри, а її геометрію та електронну структуру важко контролювати з достатньою точністю.

В якості моделі для підтвердження роботи своєї методики дослідники використали одношаровий дисульфід молібдену MoS2 — двомірний напівпровідник, який розглядається як один з кандидатів у базові матеріали для транзисторів наступного покоління. Для MoS2 були розраховані контакти з різними металами, включаючи скандій, срібло, золото і паладій. Розрахунки проводилися для двох варіантів архітектури: з верхнім контактом і з краєвим контактом.

Моделювання показало, що критична довжина тунелювання не є сталою величиною: вона залежить від роботи виходу металу (того, наскільки легко електрон покидає метал) і геометрії контактної структури. Іншими словами, межу мініатюризації можна зсувати підбором матеріалу електрода і способом з'єднання металу з двомірним каналом. І це хороша новина, яка дає надію на подальше зменшення розмірів транзисторів.

За розрахунками KAIST, при оптимальному виборі металу і структури контакту критичну довжину тунелювання можна знизити до рівня менше 4 нм — справжніх, а не маркетингових. Для транзисторів n-типу перспективною виявилася схема верхнього контакту з металами з малою роботою виходу, а для p-типу — краєвий контакт з металами з високою роботою виходу. Це не означає негайного появи масових транзисторів з такими розмірами, але дає інженерам новий інструмент проектування: замість дорогого перебору експериментальних зразків можна заздалегідь оцінювати контактний опір, режим тунельного витоку і граничну масштабованість 2D-транзисторів на атомному рівні.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки

← Вернуться на предыдущую страницу

Читайте также:

Nvidia навчилася визначати відеофейки 22 июля 2026

Присутність створених штучним інтелектом матеріалів невпинно зростає, і людям все важче відрізняти реальний контент від створених ІІ підробок. З'являються засоби, що допомагають виявляти такі матеріали — одне з них отримало назву Nvidia Synthetic Video Detector (SVD).

У Києві на Троєщині чоловік, погрожуючи ножем, пограбував АЗС 22 июля 2026

У Києві на Троєщині чоловік, погрожуючи ножем, пограбував АЗС: злочин зафіксувала камера. Відео та фото Підозрюваному загрожує до 15 років позбавлення волі

Lockheed Martin продемонструвала нову ракету для Patriot 22 июля 2026

Lockheed Martin продемонструвала нову ракету для Patriot

 

Вас могут заинтересовать эти отзывы

авг 0.4
авг

Отзывов: 1

Пологи 5.0
Пологи

Отзывов: 1

Каталог отзывов





×

Выберите область поиска

  • Авто
  • Одяг / аксесуари
  • Роботодавці
  • Інше