Tranzystory germanowe lepsze od krzemowych

Dzięki wysokiej mobilności elektronów, german jest kuszącym materiałem. Jednak ze względu na jego słabą energię przerwy pasmowej (band-gap energy; 0.66 eV), opracowywanie rozwiązań opartych na germanie było utrudnione. Powstawało zjawisko dużej upływności, co znacząco podnosiło straty mocy. Wykorzystując nanoprzewody germanowe niedomieszkowane, naukowcy z Politechniki w Dresden (międzywydziałowe badania NaMLab oraz CFAED), opracowali dwu-bramkowy tranzystor. Nie tylko udało się pozbyć efektu upływnościowego (wycieku), to dodatkowo, tak stworzony komponent da się programować na dwa sposoby: elektronami(n) i „dziurami”(p). © ASC Nano Szczegółowy opis nowego tranzystora można znaleźć w pracy naukowej zatytułowanej jako: „"Enabling Energy Efficiency and Polarity Control in Germanium Nanowire Transistors by Individually Gated Nanojunctions” na łamach ACS Nano. Pokazano tam między innymi działanie dwóch niezależnych bramek do stworzenia dodatkowej bariery energetycznej, do blokowania niechcianych typów nośników. Naukowcy pokazali również jak można zmieniać polaryzację układu z typu n na p. Chociaż koncept nowego tranzystora został potwierdzony eksperymentalnie, tworząc tranzystor FET z diodą Schottkiego, naukowcy liczą, że podobne rozwiązania uda się zastosować w innych typach tranzystorów, w tym tunelowych FET lub bezzłączowych tranzystorach. Ciekawą funkcją jest bowiem możliwość dynamicznego przejścia pomiędzy funkcjonalnością p i n. Oczywiście warto zaznaczyć, że udało się też osiągnąć najważniejsze, czyli zniwelować upływność prądową podczas stanu wyłączonego tranzystora. Jednak funkcja przełączania zaimplementowana w strukturze tranzystora, bez konieczności stosowania dodatkowych zewnętrznych mechanizmów, może dać nowe ciekawe możliwości dla gotowych układów opartych na takich tranzystorach. © namlab Pokazano koncept układu MUX o dwóch wejściach i 8-bitowego CCA. Wprawdzie taki tranzystor jest nieco większy od klasycznego odpowiednika krzemowego, lecz dzięki możliwości przełączania się, wynikowa powierzchnia zajmowana przez takie tranzystory będzie mniejsza (65% powierzchni zajmowanej przez CMOS). Nowe tranzystory z nanoprzewodów germanowych mają nieść ze sobą jeszcze kilka istotnych korzyści nad rozwiązaniami krzemowymi. Są to komponenty bardziej wydajne (dynamiczny pobór energii ma być mniejszy, nawet 4-krotnie) i mogą pracować z mniejszymi (o około połowę) napięciami.