تیمی از محققان دانشگاه مرکزی فلوریدا موفق به ایجاد راهکاری برای توسعه ترانزیستورهای گرافنی شده‌اند که در‌آینده می‌تواند به افزایش هزار برابری سرعت و کاهش صد برابری توان مصرفی در کامپیوترها و دستگاه‌های الکترونیکی منجر شود.
ترانزیستورهای سیلیکونی سنتی، با توانایی خود برای قطع و وصل جریان، تحول عظیمی را در دستگاه‌های الکترونیکی ایجاد کردند. این ترانزیستورها با کنترل شارش جریان، امکان ایجاد رادیوها، تلویزیون‌ها و کامپیوترهای کوچک‌تر را فراهم کردند.
آن‌طور که در گزارش ماه جاری ژورنال Nature Communications اعلام شده، Ryan M. Gelfand پروفسور دانشگاه مرکزی فلوریدا و همکاران او در راستای بهبود تکنولوژی ترانزیستورها، تئوری تولید نسل جدید این مولفه‌های سخت‌افزاری را که این‌بار به جای ساختار سیلیکونی، برپایه استفاده از لایه گرافنی، ماده کربنی دوبعدی با ضخامت یک اتم واحد توسعه یافته‌اند ارائه کرده‌اند. Gelfand معتقد است یافته‌های جدید آن‌ها تاثیر و تحول عظیمی در بازار محصولات الکترونیکی، سرعت محاسباتی و حتی مدیریت بزرگ داده‌ها ایفا خواهد کرد. او در این خصوص می‌گوید:
اگر خواستار پیشرفت هرچه بیشتر تکنولوژی هستیم، به کامپیوترهای سریع‌تری نیاز داریم که امکان اجرای شبیه‌سازی‌های بیشتر و بزرگ‌تر را در حوزه بررسی وضعیت شرایط جوی، کاوش در فضا یا حتی در وال‌استریت فراهم می‌کنند. برای رسیدن به این هدف، نمی‌توانیم به ترانزیستورهای سیلیکونی چشم داشته باشیم.
محققان به این نتیجه رسیده‌اند که با اعمال میدان مغناطیسی روی نوار گرافنی می‌توانند مقاومت موجود بر سر راه شارش جریان در این ماده را تغییر دهند. در چنین ساختاری، میدان مغناطیسی با افزایش یا کاهش جریان عبوری از نانوتیوب‌های کربنی مجاور، کنترل می‌شود. افزایش یا کاهش شدت میدان مغناطیسی، به افزایش یا کاهش شارش جریان عبوری از این نسل جدید ترانزیستورها منجر خواهد شد. این راهکار، تا حد زیادی مشابه با استفاده از یک ولو برای کنترل جریان آب عبوری از لوله است.
ترانزیستورها به عنوان کلیدهای قطع و وصل عمل می‌کنند. حال آنکه مجموعه‌ای از ترانزیستورها در ساختارهای متفاوت می‌توانند به عنوان گیت‌های منطقی عمل کرده و به ریزپردازنده‌ها امکان حل مسائل پیچیده مطرح شده در حوزه ریاضیات و منطق را بدهند. با وجود این، سرعت ریزپردازنده‌های کامپیوتری که از ترانزیستورهای سیلیکونی استفاده می‌کنند، سال‌ها است که ثابت باقی مانده و شاهد سرعت کلاکی در محدوده ۳ تا ۴ گیگاهرتز هستیم. این در حالی است که مجموعه‌ای از مدارهای منطقی متشکل از ترانزیستورهای گرافنی می‌توانند سرعت کلاک را به محدوده تراهرتزی نزدیک کنند. نتیجه این تغییر، افزایش هزار برابری سرعت کامپیوترها خواهد بود.
این ترانزیستورها، به مراتب کوچک‌تر و با بازدهی بالاتر در دسترس قرار خواهند گرفت. امری که در نهایت، به تولیدکنندگان امکان تولید محصولاتی در ابعاد به مراتب پایین‌تر را خواهد داد.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت