晶体管技术承诺更有效的计算机

科技新闻 | 4月11日，2022年4月11日

Researchers at the University of California, Berkeley, say they have created engineered crystal structures that, when used in advanced transistors, could help state-of-the-art computers and smartphones - which contain tens of billions of silicon transistors - run on less power.

富裕的Pell.

研究人员将其作品描述为晶体管中栅极氧化物组分的设计中的主要突破，这在开启和关闭时起着关键作用。栅极氧化物是将施加的电压转换成电荷的薄层，然后切换晶体管。

“我们已经能够表明我们的浇口技术比市售晶体管更好，”TSMC杰出的电气工程和UC伯克利电脑科学教授Samahuddin Sendef Salahuddin。“万亿美元半导体行业今天可以做些什么 - 我们可以基本上击败它们。”

这种提高了研究人员的效果，该效果是由称为负电容的效果，这有助于降低在材料中存储充电所需的电压量。新的研究表明，在由层状氧化铪和氧化锆组成的工程晶体中，如何实现负电容，其与先进的硅晶体管易兼容。

通过将材料结合到模型晶体管中，该研究表明了负电容效果如何显着降低控制晶体管所需的电压量，因此电脑消耗的能量。

“在过去的10年里，用于计算的能量呈指数级增长，已经占世界能源产量的单位数百分比，这仅仅在没有目光结束的情况下长期增长，”Salahuddin说。“通常，当我们使用我们的计算机和我们的手机时，我们不会考虑我们使用的能量。但这是一个巨大的金额，它只是要上升。我们的目标是降低这座基本建筑计算块的能源需求，因为这为整个系统带来了能量需求。“

Creating negative capacitance requires careful manipulation of a material property called ferroelectricity, which occurs when a material exhibits a spontaneous electrical field. Previously, the effect has only been achieved in ferroelectric materials called perovskites, whose crystal structure is not compatible with silicon.

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