Ученые придумали графеновую альтернативу кремниевым транзисторам

Москва, 19:29, 30 Авг 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Прибор, изготовленный из двухслойного графена — атомарно тонких гексагонально расположенных атомов углерода — дал экспериментальное доказательство возможности контроля динамики электронов. Это открывает путь для электроники, которая потребует меньше энергии и будет выделять меньше тепла, чем стандартные кремниевые транзисторы.

Кремниевые транзисторные устройства полагаются на заряд электрона, чтобы включить устройство или выключить его. Но электрон имеет еще одну степень свободы – вращение, или спин. Спин электрона — это возможность создавать транзисторы на основе «спинтроники». Третья степень свободы электрона – это его состояние, основанное на их энергии в зависимости от их импульса, открывающее новую область физики – «воллейтронику».

Электроны обычно принимают различные состояния и путешествуют во всех направлениях. Устройство из листа двухслойного графена может сделать так, чтобы они двигались в направлениях, зависящих от их текущих состояний.

Система ставит пару входов выше и ниже двухслойного листа графена. Затем добавляется электрическое поле перпендикулярно плоскости.

Внутри этой структуры можно будет расположить тончайшие металлические провода, которые станут «шоссе» для соответствующих электронов с одинаковыми состояниями. Теоретически, такие электроны могут беспрепятственно путешествовать по проводам на большие расстояния с очень маленьким сопротивлением. Меньшее сопротивление означает более низкий расход энергии в электронных устройствах и меньшее тепловыделение, снижая потребление электроэнергии и решая тепловые проблемы в современных миниатюрных устройствах.

На данный момент у действующего устройства существует множество различных технических проблем, но ученые прилагают усилия для их успешного решения.