En silikonwafer til prosessorproduksjon. Snart vil forskerne lage en slik en av grafén. (Bilde: Jørgen Elton Nilsen, hardware.no)

Forskere har laget banebrytende transistor

Superstoffet grafén står i sentrum.

Dagens transistorer, bygd på nanometer-skalaen, er uforståelig mye mindre enn de en gang var. Likevel er konstruksjonen, i prinsippet, helt like i dag som de var da Bell Labs kom opp med det første designet, helt tilbake i 1947.

En fullskala replika av verdens første transistor.
En fullskala replika av verdens første transistor.Foto: nara.gov

Elektroingeniører ved de japanske forskningssentrene GNC og AIST har nå lyktes i å produsere en helt ny type transistor, som bryter med over 50 års tradisjoner innen produksjonen av de små bryterne.

Flere hundre ganger raskere

I sin kjerne består nemlig en transistor, enkelt forklart, av en inngang, en utgang, og en leder til jord. Mellom disse står en port, som bestemmer hvor strømmen skal gå.

Til forskjell fra de fleste andre komponenter kan dessuten strøm bare ledes gjennom porten i én retning, da de er bygd opp av det som kalles halvledende materialer.

Supermaterialet grafén kunne i utgangspunktet gjort svært mye for transistoren. Det er nemlig både sterkere og mer elektrisk ledende enn noe annet stoff, som betyr at transistorer laget av materialet kunne vært hundrevis av ganger raskere enn de silisiumbaserte vi benytter i dag.

De kunne også vært mye kjøligere, og blitt enda mye mindre. Dessverre, for akkurat denne typen bruk, er grafén langt fra halvledende.

Doble porter

Her er en tradisjonell transistor i ferd med å settes sammen.
Her er en tradisjonell transistor i ferd med å settes sammen.

Den nye transistoren fra forskerne i Japan eliminerer dette problemet på en kreativ måte. Istedet for å bare ha én port i midten, bruker de to stykker, med et lite gap mellom som elektroner kan ledes over. Ved å sette en liten spenning i gapet, kan avstanden på dette gapen justeres.

Dersom polariteten på de to portene er lik – det vil si, dersom man setter positiv spenning på begge to – vil transistoren være «på», mens den vil slås «av» dersom spenningen er ulik.

I tillegg viser det seg at transistoren kan endres fra å være N-type til P-type, og tilbake igjen, ved å sette forskjellig spenning på hver av portene. Dette åpner for å skifte på transistorens bruksmåte mens den er i bruk, mens en konvensjonell transistor er og blir det den ble bygget som.

Bruker eksisterende teknologi

Prøveeksemplaret som forskerne nå har fremstilt er på toppen av dette laget ved hjelp av eksisterende CMOS-teknikker. Det har medført at den lille transistoren bare måler 30 nanometer – og at man ikke trenger å komme opp med helt nye fabrikker for å sette den i produksjon.

Neste skritt på de to instituttene er dermed svært spennende, hvis man er interessert i å se nyvinningen på markedet snart. De ønsker nemlig å se om de kan lage en hel wafer med graféntransistorer, for å teste metoden for kommersiell produksjon.

Deretter vil de øke kvaliteten på grafénet som utgjør selve transistorporten, da denne forringes kraftig av produksjonsprosessen – samt å se om de kan lage transistorer som kan kontrolleres elektrisk.

Hvis alt går som smurt vil vi altså kunne se en ultra-rask, ultra-energieffektiv og programmerbar prosessor temmelig snart – eller som nettstedet Extremetech sier det, en temmelig solid spiker i kista for silisiumbrikker.

Les også vår sak om hvordan prosessorer lages »

(Kilde: Extremetech.com)

Kommentarer (12)

Norges beste mobilabonnement

Desember 2016

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

ICE Mobil 1GB


Jeg bruker middels mye data:

Hello 5GB


Jeg bruker mye data:

Hello 10 GB


Jeg er superbruker:

Telia Smart Total


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Forsiden akkurat nå

Til toppen