Новый транзистор на основе сегнетоэлектрика может перевернуть мир электроники

Физики из MIT разработали транзистор на основе сегнетоэлектрического материала, который способен революционизировать электронику. Этот ультратонкий материал, созданный той же командой в 2021 году, разделяет положительные и отрицательные заряды на разные слои.

Команда под руководством Пабло Харильо-Эрреро, профессора физики, и Рэймонда Ашури, профессора физики, продемонстрировала , что их новый транзистор превосходит текущие промышленные стандарты по нескольким ключевым параметрам.

В основе нового транзистора лежит сегнетоэлектрический материал, уложенный в параллельную конфигурацию, что не встречается в природе. При приложении электрического поля слои материала слегка сдвигаются, изменяя положения атомов бора и азота, что существенно меняет его электронные свойства.

Новый транзистор выделяется способностью переключаться между положительными и отрицательными зарядами на наносекундных скоростях, что критично для высокопроизводительных вычислений и обработки данных. Кроме того, транзистор проявил исключительную долговечность, не показывая признаков деградации даже после 100 миллиардов переключений. Для сравнения, обычные устройства флэш-памяти подвержены износу и требуют сложных методов распределения операций чтения и записи по чипу.

Ультратонкий транзистор, толщина которого составляет всего несколько миллиардных долей метра, открывает возможности для создания более плотной компьютерной памяти и более энергоэффективных транзисторов. Несмотря на огромный потенциал, остаются нерешенные проблемы, препятствующие широкому внедрению технологии. Основная трудность заключается в необходимости выращивания этих материалов в масштабах пластин.

Исследовательская группа также изучает возможность использования оптических импульсов для инициирования сегнетоэлектричества и тестирует пределы переключаемости материала. Современный метод производства новых сегнетоэлектриков сложен и не подходит для массового производства.

Ведущие исследователи подчеркивают, что решение существующих проблем откроет путь к использованию этого материала в будущей электронике. Как отметил Рэймонд Ашури, «если удастся решить эти проблемы, этот материал впишется в будущее электроники многими способами. Это очень увлекательно».

Пабло Харильо-Эрреро выразил уверенность, что их работа может изменить мир в ближайшие 10-20 лет.