Материалы портала «Научная Россия»

Структуру микросхем можно изменять «на ходу»

Структуру микросхем можно изменять «на ходу»
Корейские учёные научились управлять полупроводниками с помощью магнитного, а не электрического поля 

Hardware и software – между этими понятиями вскоре не будет большой разницы, если технология, описанная недавно в журнале Nature группой физиков из Корейского института науки и технологий в Сеуле, найдёт промышленное применение. Научившись изменять характер проводимости полупроводника, в перспективе учёные смогут разрабатывать микросхемы, внутреннюю структуру которых так же легко изменить, как и программный код, говорится в статье.

Ключевые элементы всей современной микроэлектроники – транзисторы, универсальные полупроводниковые переключатели маленьких напряжений. Транзисторы легко поддаются миниатюризации, однако для поддержания их работоспособности нужны немалые количества электроэнергии, а конфигурацию однажды составленной схемы изменить невозможно, поэтому под каждую функцию нужно создавать свой электронный блок.

Однако корейские учёные считают, что всё это можно изменить, если воздействовать на приборы не электрическим, а магнитным полем. В своём эксперименте они использовали крохотный блок из антимонида индия (соединения индия с сурьмой), в котором верхний слой оказался n-типа (то есть насыщенный «лишними» электронами), а нижний – p-типа (с атомами, лишёнными одного электрона, из-за чего возникают порции положительного заряда, так называемые дырки). В куске полупроводника создавался поток электронов, а затем на него воздействовали магнитным полем, перпендикулярным к этому потоку. При определённом направлении поля электроны держались над p-слоем и двигались свободно, создавая ток, но если магнетизм исходил с противоположной стороны, то они тут же «падали» вниз, соединяясь с дырками, и ток исчезал.

Авторы статьи уверены, что таким образом можно создать p-n переход, а значит, и транзистор в любом желаемом месте, а следовательно, и изменить конфигурацию и назначение того или иного устройства прямо в процессе работы. И чтобы, например, пользователь смартфона мог принять телефонный звонок, поступивший при просмотре какого-нибудь видеоклипа, потребуется гораздо меньше электронной «начинки». Или, что важнее, поломка какого-либо узла в космическом спутнике не вызовет необходимость сводить его с орбиты, так как на ту же задачу можно перепрограммировать другой узел.

Некоторые комментаторы сомневаются, что технологии, опробованные на антимониде индия, будут применимы в массовой электронной индустрии, где пока царит кремний. Однако, как отмечает соавтор корейских физиков, специалист Военно-морской исследовательской лаборатории США Марк Джонсон (Mark Johnson), магнетизм уже начинает осваивать свою нишу в этой отрасли: не так давно начато производство блоков оперативной памяти с магнитным управлением, и они уже опробованы в некоторых передовых гаджетах.

Источник: www.nature.com

магнитное поле микроэлектроника полупроводники южная корея

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий