Čínští výzkumníci vytvořili tranzistor s nejtenčím hradlem

Gate, čili hradlo, je prvek tranzistoru, který na základě vstupních signálů rozhoduje o tom, zda mezi elektrodami poteče či nepoteče proud a na základě toho lze stavět obvody provádějící různé logické funkce. Čínští výzkumníci přitom pro tvorbu hradla využili grafen, čili známý materiál sestávající z pouze jednoatomové vrstvy uhlíku. A že je grafen tlustý právě stejně jako jeden atom uhlíku, jde tu pouze o 0,345 nm, což je i tloušťka výsledného hradla. 

 

 

schéma klasických tranzistorů a 3D Tri-Gate firmy Intel

 

Čínští výzkumníci už rovnou hovoří o novém typu tranzistorů, který pojmenovalo jako "sidewall transistor" a jako obvykle se tu také objevuje téma prodloužení platnosti Mooreova zákona, ale to necháme spát. 

 

Je ale zřejmé, že kdyby se povedlo takové tranzistory tvořit hromadně na waferech, čili je prostě zavést do praxe, mohla by se snad výrazně zmenšit celková plocha, kterou zabírají. Tím by se naopak zvýšila tranzistorová hustota a právě to by umožnilo tvořit složitější a výkonnější čipy, i když z hlediska výkonu tu je i o rychlost přepínání a pak je tu také otázka ztrát a efektivity a rovněž i toho, jakou má daný tranzistor vůbec strukturu. Zdaleka tak nejde jen o velikost hradla výsledných tranzistorů a je také zřejmé, že i když byly vytvořeny funkční prototypy, do praxe a výroby vede ještě dlouhá cesta, zvláště když lze grafenové hradlo považovat za vcelku radikální změnu. 

 

 

Zajímavé je také schéma nového tranzistoru se základnou z oxidu křemičitého (černá), přičemž grafen je znázorněn modře a že jde o vodič a navíc velice dobrý, musí být ještě seshora izolován vrstvou oxidu hlinitého (červená), který se po několika dnech na vzduchu vytvořil sám z naneseného hliníku. Celá struktura je pak pokryta polovodivým disulfidem molybdeničitým (žlutá), na němž pak sedí dvě elektrody (zelené). 

 

Grafen pak může v takové sestavě fungovat coby hradlo, které ovládá tok v polovodiči mezi oběma elektrodami. Čili tu jde především o místo, kde je polovodičová vrstva orientována vertikálně jako stěna a má hned vedle sebe grafenové hradlo, díky čemuž mohou autoři mluvit o sidewall tranzistoru. Samotné hradlo je tu tak skutečně velice tenké, ale jde i o celé provedení tranzistoru, které teprve určí jeho velikost či ostatní vlastnosti a sami autoři už mají řadu nápadů na to, jak jej dále vylepšit.