Kulstofbaserede transistorer øger hastigheden og hukommelsen til mobile enheder

Selvom smartphones og tablets hyldes som fremtidens hardware, deres nuværende inkarnationer har nogle mangler. Mest berygtet, lav RAM-hukommelse begrænser antallet af applikationer, der kan køres på én gang, og forbruger hurtigt batteristrøm. Nu, en forsker fra Tel Aviv University har fundet en kreativ løsning på disse velkendte problemer.

I takt med at siliciumteknologien bliver mindre, at skabe en stor og kraftfuld hukommelse bliver sværere, siger ph.d.-kandidat Elad Mentovich og hans vejleder Dr. Shachar Richter fra TAU's Institut for Kemi og Center for Nanovidenskab og Nanoteknologi. Arbejde med kulstofmolekyler kaldet C ₆₀ , Mentovich har med succes bygget en sofistikeret hukommelsestransistor, der både kan overføre og lagre energi, eliminerer behovet for en kondensator.

Denne molekylære hukommelsestransistor, som kan være så lille som en nanometer, lagrer og formidler information i høj hastighed - og den er klar til at blive produceret på eksisterende højteknologiske fabrikationsfaciliteter. Store virksomheder i hukommelsesindustrien har allerede udtrykt interesse for teknologien, siger Mentovich, som blev tildelt førsteprisen for sit arbejde på majs europæiske konference i sessionen om Novel Materials Approaches for Microelectronics of the Materials Research Society. Grundlaget for teknologien er blevet offentliggjort i Avancerede materialer og Anvendt fysik bogstaver .

Lukning af teknologiskløften

Mobile enheder som smartphones og tablets er computerenheder fra post-personal computer (pc)-æraen, siger Mentovich. Disse enheder, som er små og batteridrevne, lukker hurtigt hullet med deres bærbare eller stationære forfædre med hensyn til computerkraft og lagerkapacitet - men de mangler RAM, de driftshukommelsesreserver, som computere skal bruge for at betjene forskellige programmer. Fordi den nuværende RAM-teknologi er strømkrævende og fysisk stor, det fungerer ikke godt i mobile enheder. Det er her bærbare computere og pc'er bevarer kanten.

For så mange som 15 år siden, teknologieksperter indså, at problemet med krympende elektronik ville være den fysiske størrelse af den hardware, der er nødvendig for at få dem til at køre. Ideen om en sofistikeret transistor, som kunne gøre arbejdet med både transistoren og kondensatoren, var en teknologisk drøm - indtil nu.

For at tackle dette teknologiskløft, Mentovich var inspireret af Israel-prisvinderen Prof. Avraham Nitzan fra TAU's Institut for Kemi. hvem beviste det, på grund af sin særlige struktur, et molekyle kan lagre både en elektrisk ladning og information på samme tid. For at anvende denne opdagelse på transistorer, Mentovich brugte C60 molekyler, består af 60 kulstofatomer, og sæt dem i kanalerne på en transistor, skabe en mindre end silikone, højhastighedstransistor, der også kunne gøre arbejdet som en kondensator.

Bliver mobil

Mentovich mener, at denne teknologi er hårdt tiltrængt i nutidens mobile verden. 2012 var det første år, hvor store teknologivirksomheder solgte flere tablets og smartphones end bærbare og notebooks tilsammen, bemærker han. "Når denne nye teknologi integreres i fremtidige enheder, du vil have meget mere hukommelse på dine smartphones og tablets, nærmer sig niveauet af en bærbar computer. Med den slags hukommelse, du vil være i stand til at køre applikationer samtidigt, og fordi det er lavspænding, strømforbruget vil falde, og batterilevetiden bliver længere."

Det næste trin er at finde et fabrikationsanlæg med de nødvendige materialer til at fremstille transistorerne. Ifølge Mentovich, fordelen ved dette produkt er, at med det rigtige udstyr, som er standard i højteknologiske faciliteter, og hans gennembrud for, hvordan man sætter transistorerne sammen, disse molekylære hukommelser kunne fremstilles hvor som helst. "Afstanden til implementering er ikke langt, " han siger.