ทรานซิสเตอร์ที่เล็กที่สุดสลับกระแสด้วยอะตอมเดี่ยวในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง
โดย:
SD
[IP: 146.70.174.xxx]
เมื่อ: 2023-04-28 15:47:02
การแปลงเป็นดิจิทัลส่งผลให้มีการใช้พลังงานสูง ในประเทศอุตสาหกรรม ปัจจุบันเทคโนโลยีสารสนเทศมีส่วนแบ่งมากกว่า 10% ของการใช้พลังงานทั้งหมด ทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักของการประมวลผลข้อมูลดิจิทัลในศูนย์คอมพิวเตอร์ พีซี สมาร์ทโฟน หรือในระบบฝังตัวสำหรับการใช้งานต่างๆ ตั้งแต่เครื่องซักผ้าไปจนถึงเครื่องบิน เมมโมรี่สติ๊กแบบ USB ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดราคาประหยัดมีทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัวอยู่แล้ว ในอนาคต ทรานซิสเตอร์แบบอะตอมเดี่ยวที่พัฒนาโดยศาสตราจารย์โทมัส ชิมเมลและทีมงานของเขาที่สถาบันฟิสิกส์ประยุกต์ (APH) ของ KIT อาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในเทคโนโลยีสารสนเทศได้อย่างมาก "องค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมนี้ช่วยให้สามารถสลับพลังงานได้น้อยกว่าเทคโนโลยีซิลิกอนทั่วไปถึง 10,000 เท่า" นักฟิสิกส์และผู้เชี่ยวชาญด้านนาโนเทคโนโลยี Schimmel ผู้ดำเนินการวิจัยที่ APH สถาบันนาโนเทคโนโลยี (INT) และศูนย์วิจัยวัสดุสำหรับระบบพลังงาน (MZE) ของ KIT กล่าว เมื่อต้นปีที่ผ่านมา ศาสตราจารย์ Schimmel ซึ่งถือว่าเป็นผู้บุกเบิกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อะตอม เดี่ยว ได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการร่วมของศูนย์อิเล็กทรอนิกส์อะตอมเดี่ยวและโฟโตนิกส์ ซึ่งก่อตั้งร่วมกันโดย KIT และ ETH Zurich ในAdvanced Materialsนักวิจัยของ KIT ได้นำเสนอทรานซิสเตอร์ที่ถึงขีดจำกัดของการย่อส่วน นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการสัมผัสโลหะเป็นเวลาสองนาที ระหว่างพวกมันมีช่องว่างที่กว้างเท่ากับอะตอมโลหะเดี่ยว "ด้วยพัลส์ควบคุมไฟฟ้า เราวางอะตอมเงินหนึ่งอะตอมในช่องว่างนี้และปิดวงจร" ศาสตราจารย์โทมัส ชิมเมลอธิบาย "เมื่ออะตอมของเงินถูกดึงออกอีกครั้ง วงจรจะหยุดชะงัก" ทรานซิสเตอร์ที่เล็กที่สุดในโลกเปลี่ยนกระแสผ่านการเคลื่อนที่ย้อนกลับที่ควบคุมได้ของอะตอมเดี่ยว ตรงกันข้ามกับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมทั่วไป ทรานซิสเตอร์อะตอมเดี่ยวไม่เพียงทำงานที่อุณหภูมิต่ำมากใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ เช่น -273°C แต่ทำงานที่อุณหภูมิห้องแล้ว นี่เป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่สำหรับแอปพลิเคชันในอนาคต ทรานซิสเตอร์แบบอะตอมเดี่ยวใช้แนวทางทางเทคนิคแบบใหม่ทั้งหมด ทรานซิสเตอร์ประกอบด้วยโลหะเท่านั้น ไม่ใช้สารกึ่งตัวนำ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าต่ำมาก ดังนั้นจึงใช้พลังงานต่ำมาก จนถึงตอนนี้ ทรานซิสเตอร์อะตอมเดี่ยวของ KIT ได้ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลว ตอนนี้ Thomas Schimmel และทีมของเขาได้ออกแบบทรานซิสเตอร์ที่ทำงานในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง อิเล็กโทรไลต์แบบเจลที่เกิดจากการทำให้อิเล็กโทรไลต์สีเงินในน้ำเกิดเจลด้วยซิลิกอนไดออกไซด์ชนิดไพโรเจนิกเป็นการรวมข้อดีของของแข็งเข้ากับคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของของเหลว ด้วยวิธีนี้ ความปลอดภัยและการจัดการของทรานซิสเตอร์อะตอมเดี่ยวจึงดีขึ้น
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
