Японські вчені розробили потужний транзистор нового покоління без кремнію

Дослідники з Інституту промислових наук Токійського університету представили прорив у галузі мікроелектроніки — потужний транзистор, створений на основі кристалічного оксиду індію, легованого галієм. Новий матеріал замінює традиційний кремній і демонструє високу ефективність у передачі електричного сигналу.

Повний контроль з конструкцією gate-all-around

Транзистор виконаний за архітектурою gate-all-around, в якій керуючий затвор повністю оточує канал, по якому протікає струм. Така конструкція дозволяє значно підвищити рухливість електронів і забезпечити довготривалу стабільність пристрою. Як зазначає провідний автор дослідження доктор Анлан Чен, повне обертання затвора навколо каналу дозволяє поліпшити масштабованість і ефективність у порівнянні з традиційними транзисторами.

Матеріал без дефектів — за рахунок галію

Щоб усунути структурні дефекти в оксиді індію, вчені легували його галієм. Це дозволило отримати більш стабільну кристалічну структуру, здатну ефективно проводити електричний струм.

Команда використовувала технологію атомно-шарового осадження: найтонша плівка матеріалу наносилася шар за шаром, по одному атомному шару за раз. Потім покриття піддавалося термічній обробці для формування кристалічної решітки.

Показники, що перевершують аналоги

Створений металооксидний польовий транзистор (MOSFET) нового покоління показав рухливість електронів на рівні 44,5 см²/В·с — це один з кращих результатів серед подібних пристроїв. Більш того, транзистор зберігав стабільну роботу при поданій напрузі протягом майже трьох годин, що свідчить про його надійність.

Майбутнє для ШІ та дата-центрів

Розробка японських інженерів може стати основою для створення компактних і надійних електронних компонентів, необхідних для систем з високими обчислювальними навантаженнями. Йдеться про такі сфери, як штучний інтелект та дата-центри, де особливо важливі висока щільність і стабільність мікросхем.