×
Транзисторы с ультранизким потреблением энергии

Девять университетов, исследовательских институтов и компаний объединились, чтобы создать транзисторы и электрические платы будущего. Главное отличие новой электроники от существующей — гораздо меньшее потребление энергии. Это окажет влияние не только на разработку носимых гаджетов, но и на создание новых источников энергии. Проект получил название E2SWITCH. О его планах рассказал сайт Федеральной политехнической школы Лозанны epfl.ch

 

В проект E2SWITCH входят шесть европейских университетов и институтов из Германии, Бельгии, Италии, Швеции и Швейцарии, а также компании IBM, CCS и SCIPROM. Участники планируют потратить на исследование 4,3 млн евро. Координация проекта возложена на Федеральную политехническую школу Лозанны (EPFL). Это одно из самых  престижных учебных заведений Европы. Его смело можно поставить в одной строке с Массачусетским технологическим институтом в Америке. Координатор проекта, профессор EPFL Адриан Ионеску (Adrian Ionescu) сообщил: «Наша цель — создать транзисторы следующего поколения, которые будут работать при напряжении ниже 0,3 В и даже ниже 0,1 В».

 

Сегодня от носимой электроники мы ожидаем большое количество функций. Но претворение в жизнь амбициозных замыслов упирается в пороговое значение, при котором работают элементы электрической схемы устройства. Когда ученым удастся его преодолеть, носимая электроника станет еще более миниатюрной и вместе с тем функциональной и  эффективной. Но это не единственная задача, которую решают в рамках проекта E2SWITCH.

 

Другая задача состоит в том, чтобы сделать электронику более устойчивой к нагреванию. Сегодня при температуре 125-150 градусов Цельсия электрические платы перестают работать. «Однако наша новая технология будет не только потреблять меньше энергии, но и будет устойчива в более широком диапазоне температур, что откроет возможности для ее надежного использования в автоматике и аэрокосмической области», — добавил профессор Ионеску.

 

Решать поставленные задачи ученые намерены с помощью туннельных полевых транзисторов (Tunnel FET), построенных на подложке из кремния. Такие структуры демонстрируют желаемый эффект — работают при напряжении, которое в пять раз меньше, чем используемое сегодня, например, в мобильных телефонах. Эффект достигается за счет туннелирования — явления, при котором микрочастица, в данном случае электрон, преодолевает потенциальный барьер, несмотря на то что ее энергия меньше высоты барьера. Такое явление полностью противоречит классической механике. Оно является квантовым по своей природе.  

 

Еще одна сфера экономики, которая значительно выиграет от появления более эффективной электроники, — сервисы для облачных технологий и больших данных. Уже сегодня их вклад в рост потребления электроэнергии стал ощутимым. Компании, которые предоставляют подобные сервисы, выиграют от появления электроники, потребляющей меньше электричества. Последнее, по всей видимости, объясняет участие крупнейшего в мире поставщика IT-сервисов, компании IBM, в проекте E2SWITCH.

 

Автор: Геннадий Хворых

Источник фотографий: eandt.theiet.org