IBM demonstriert einen mit Flüssigstickstoffkühlung optimierten Nanoblatt-Transistor-Prototyp, der die Leistung im Vergleich zur Raumtemperatur mehr als verdoppelt

Auf dem IEEE International Electronic Devices Meeting (IEDM), das Anfang Dezember dieses Jahres in San Francisco stattfand, stellten IBM-Forscher den ersten fortschrittlichen CMOS-Transistor vor, der für die Kühlung mit flüssigem Stickstoff optimiert ist.

Laut dieser Website kocht flüssiger Stickstoff Der Temperaturpunkt ist sehr niedrig, nur -196°C, was eine extrem niedrige Temperatur ist, der aktuelle Mainstream-Elektronikgeräte nicht standhalten können. In solch einer kalten Umgebung werden jedoch der Widerstand und der Leckstrom des Transistors deutlich reduziert, wodurch die Leistung verbessert und der Stromverbrauch gesenkt wird Tore erreichen eine effektivere Kontrolle des elektrischen Feldes. Diese Struktur kann nicht nur 50 Milliarden Transistoren auf eine Fläche von der Größe eines Fingernagels komprimieren, sondern auch die Leistung unter Flüssigstickstoffkühlung erstaunlich verdoppeln

Umschreiben: Umgebungen mit niedrigen Temperaturen bieten zwei Hauptvorteile: eine geringere Ladungsträgerstreuung und einen geringeren Stromverbrauch. Eine geringere Streuung bedeutet einen geringeren Widerstand, was die Bewegungsfähigkeit der Elektronen im Gerät verbessert; ein geringerer Stromverbrauch ermöglicht es dem Gerät, bei gleicher Spannung einen größeren Strom zu treiben. Darüber hinaus kann die Kühlung mit flüssigem Stickstoff auch die Ein-/Ausschaltempfindlichkeit des Transistors verbessern, sodass nur kleinere Spannungsänderungen zum Schalten von Zuständen erforderlich sind, was den Stromverbrauch weiter senkt. Niedrige Temperaturen bringen jedoch auch neue Herausforderungen mit sich: eine erhöhte Schwellenspannung. Die Schwellenspannung ist die Spannung, die zum Einschalten eines Transistors erforderlich ist. Sie steigt mit sinkender Temperatur, wodurch das Schalten des Geräts schwieriger wird. Da es mit herkömmlichen Verfahren schwierig ist, die Schwellenspannung zu reduzieren, verwendeten die IBM-Forscher eine neue Dual-Metal-Gate- und Dual-Dipol-Technologie. Sie fügen an der Schnittstelle von n-Typ- und p-Typ-Transistoren verschiedene Metallverunreinigungen hinzu, um Dipole zu bilden, wodurch die Energie reduziert wird, die Elektronen zum Überqueren der Leitungsbandkante benötigen, und die Transistoren effizienter werden

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