Advertentie
De onderzoekers hebben deze transistor opgebouwd uit verschillende ultradunne semiconductor materialen zoals gallium-antimonide en indium-arsenide. Door hiermee in een driedimensionale transistor mee op te bouwen is het het onderzoeksteam gelukt om de zogeheten ‘Boltzmann tyranny’ te omzeilen.
De Boltzmann tyranny zorgt ervoor dat traditionele transistors niet onder een bepaald voltage kunnen werken. Dit beperkt de efficiëntie omdat er een minimale hoeveelheid energie nodig is om een berekening uit te voeren. Door gebruik te maken van kwantumtunneling zijn de onderzoekers erin geslaagd deze barrière toch te doorbreken. Het tunneleffect maakt het mogelijk voor elektronen om zich door een barrière te verplaatsen in plaats van eromheen. Door een structuur te maken van verticale nanodraden van slechts enkele nanometers breed werden zeer kleine transistors gevormd die op een zeer laag voltage nog steeds hun werk konden doen met vergelijkbare prestaties als traditionele silicium transistors.
De transistors werken door elektronen binnen een zeer klein gebied vast te houden. Dit verhoogt de kans dat ze door een barrière heen gaan dankzij het tunneleffect. Door de barrière vervolgens heel dun te maken is het mogelijk om zowel een zeer laag voltage te gebruiken, als een hoge stroom te faciliteren. De schakelhelling tussen de aan- en uitstand van de transistor van dit ontwerp is zeer stijl, wat dus de lage voltages mogelijk maakt.
Met conventionele technieken komen we steeds dichterbij de fysieke limieten, maar de technologie die door het team van MIT is getoond pakt het probleem heel anders aan. Door juist gebruik te maken van kwantumeffecten is het mogelijk om nog kleinere transistors te maken die op nog lagere voltages werken. Voorlopig is de technologie nog niet klaar voor echte productie, maar dit onderzoek werd onder andere gefinancierd door Intel. Het is dus duidelijk dat Intel mogelijkheden ziet met dergelijke technologie. Het zal nog jaren duren voordat de technologie zowel inzetbaar is als nodig is om verdere prestatieverbeteringen in chips mogelijk te maken.