Ученые разработали микросхему из углеродных нанотрубок

На кремнии сделана вся современная электроника. Но ресурс его возможностей иссякает. Теперь есть новый претендент на процессоры компьютеров и смартфонов: углеродные нанотрубки. Статья опубликована в журнале Nature.

Из этого многообещающего материала ученые сделали микросхему. Эти положено начало совершенно новой компьютерной революции.

По мере того, как кремниевые транзисторы (устройства, которые несут 1 и 0) сталкиваться с физическими ограничениями в плане размера и потока данных. Углеродные нанотрубки быстрее и энергоэффективнее.

Исследователи использовали листы углерода, каждый толщиной в один атом, для формирования 14 000 полевых транзисторов с углеродными нанотрубками CNFET — в предыдущей попытке в 2013 году удалось сделать 178 управляемых резисторов.

«На сегодняшний день это самый продвинутый чип, созданный по нанотехнологии, которая является перспективной для высокопроизводительных и энергоэффективных вычислений», — говорит ученый Макс Шулакер из Массачусетского технологического института (MIT).

Хоть углеродные нанотрубки имеют большой потенциал, превращение их в транзисторы является проблемой. Это связано с дефектами материала, из-за которых некоторые CNFET не сохраняют свои полупроводниковые свойства (способность проводить ток при подаче напряжения), в то время как другие «слипаются» и ухудшают работу процессора.

Обе эти проблемы были преодолены исследователями. Одно из исправлений касается разработки схемотехники, на которую не влияют CNFET, не являющиеся полупроводниковыми.

В настоящее время материал, используемый в этих чипах, требует безошибочности в 99,999999% , что практически невозможно. Новая техника требует только 99,99%, что в 10 000 раз меньше.

Большая часть конструирования процессора схожа с кремниевыми, что облегчит производство. Поиск замены для кремния касается также разработки практических квантовых компьютеров.

Хоть процессор еще не эффективнее кремниевого, но уже не останется вопросов о его будущем. Исследователи считают, что разработанные чипы могут быть жизнеспособными в течение пяти лет.