reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© MIT Przemysł elektroniczny | 18 maja 2011

Nieznane zjawisko fizyczne przyspieszy pracę komputerów?

Jeszcze dwadzieścia lat temu producenci procesorów rywalizowali ze sobą, prześcigając się w taktowaniu układów coraz szybszymi zegarami. Od 10 lat prędkość zegarów praktycznie nie uległa zmianie. Zwiększanie częstotliwości ich pracy oznacza bowiem znaczny wzrost temperatury układu i problemy z jego schłodzeniem, twierdzą uczeni MIT-u.
Uczeni z MIT-u we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Augsburgu zaobserwowali nowe zjawisko fizyczne, które pozwoli na powstanie tranzystorów ze znacząco większą pojemnością elektryczną, co z kolei otwiera drogę do przyspieszenia pracy zegara.

'Obecne tranzystory korzystają z bramek, pod którymi, po przyłożeniu napięcia, gromadzą się elektrony. Pojemność elektryczna mierzy ile ładunków zbiera się pod bramką dla danego napięcia. Z kolei ilość energii, jakiej potrzebuje układ do pracy i ilość wydzielanego przez niego ciepła są proporcjonalne do napięcia na bramce. Zmniejszając napięcie zmniejszymy ilość ciepła powstającego w czasie pracy, co z kolei pozwoli na zwiększenie taktowania zegara', wyjaśnia autor artykułu Mariusz Błoński na łamach Kopalni Wiedzy.

Profesor Raymond Ashoori oraz Lu Li z MIT-u wraz z Christophem Richterem, Stefanem Paetlem, Thilo Koppem i Hochenem Mannhartem z Uniwersytetu w Augsburgu zbadali system składający się z glinianu lantanu wyhodowanego na podłożu z tytanatu strontu. Amerykańsko-niemiecki zespół stwierdził, że jeśli glinian lantanu będzie odpowiednio cienki, to jego potencjał elektryczny wzrośnie do tego stopnia, że elektrony zaczną przesuwać się z góry do dołu, w kierunku podłoża z tytanatu strontu. W efekcie powstałby kanał przewodzący, podobny do tego, jaki powstaje w półprzewodnikowych tranzystorach po przyłożeniu napięcia.

Naukowcy zmierzyli pojemność elektryczną pomiędzy takim kanałem a bramką na górze warstwy glinianu lantanu. Wyniki okazały się zaskakujące. 'Niezwykle mała zmiana napięcia spowodowała znaczący przyrost ładunku w kanale pomiędzy oboma materiałami'.

- Kanał zassał ładunek jak próżnia. A całość działa w temperaturze pokojowej, co wprawiło nas w osłupienie - mówi Ashoori.

Pojemność elektryczna materiału okazała się tak duża, że uczeni sądzą, iż nie da się jej wyjaśnić na gruncie obecnych teorii fizycznych.

- Obserwowaliśmy coś podobnego w półprzewodnikach. Jednak działo się to w bardzo czystej próbce, a efekt był bardzo słaby. Tutaj mamy niezwykle zanieczyszczoną próbkę i kolosalny efekt - mówi Ashoori i przyznaje, że nie wie, dlaczego jest on tak silny. - Może to jakiś nowy efekt z dziedziny mechaniki kwantowej, a może jakaś nieznana nam właściwość fizyczna materiału - dodaje.

W badanym systemie dochodzi do olbrzymiej zmiany jednak ładunek ten przesuwa się bardzo wolno, zbyt wolno jak na potrzeby współczesnych układów scalonych. Przyczyną mogą być zanieczyszczone próbki. Naukowcy zamierzają powtórzyć doświadczenie, spróbują także rozpoznać zjawisko jakie towarzyszy całemu procesowi.

Profesor Triscone obawia się, że zastąpienie krzemu nowym materiałem chociażby w produkcji komputerów może napotkać na opór ze strony koncernów.

- Przez dekady przemysł półprzewodnikowy zainwestował tak olbrzymie pieniądze, że przekonać go do czegoś zupełnie nowego mogłaby tylko jakaś przełomowa technologia - stwierdza.

- Nasze odkrycie nie zrewolucjonizuje elektroniki już jutro. Ale teraz wiemy, że taki mechanizm istnieje, a skoro tak to, jeśli go zrozumiemy, będziemy mogli spróbować przystosować go do naszych potrzeb – dodaje profesor Ashoori.

Źródło: Kopalnia Wiedzy-Mariusz Błoński/ MIT

Komentarze

Zauważ proszę, że komentarze krytyczne są jak najbardziej pożądane, zachęcamy do ich zamieszczania i dalszej dyskusji. Jednak komentarze obraźliwe, rasistowskie czy homofobiczne nie są przez nas akceptowane. Tego typu komentarze będą przez nas usuwane.
reklama
Załaduj więcej newsów
June 15 2018 00:12 V9.6.1-2