ทรานซิสเตอร์อินทรีย์บรรลุความสูงใหม่

ในขณะที่การสิ้นสุดของกฎของมัวร์ที่กำลังใกล้เข้ามาอาจเป็นภัยคุกคามต่อความต้องการในการคำนวณที่เพิ่มขึ้น โอกาสในการบรรลุทรานซิสเตอร์ที่มีการรวมและประสิทธิภาพสูงอาจมองหา ทีมวิจัยที่นำโดยThomas Weitzจากมหาวิทยาลัย Ludwig-Maximilians ในมิวนิก ได้พัฒนาทรานซิสเตอร์แบบออร์แกนิกฟิลด์เอฟเฟกต์แนวตั้ง (VOFET) ที่ใช้กระแสไฟสูงและใช้พลังงานต่ำ 

อุปกรณ์นี้ได้รับการรายงานครั้งแรก

ในNature Nanotechnology เป็นทรานซิสเตอร์ อินทรีย์ตัวแรกที่สามารถขับเคลื่อนความหนาแน่นของกระแสไฟในระบบ MA cm -2ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูง สู่ประสิทธิภาพสูง แม้ว่าทรานซิสเตอร์ออร์แกนิกจะได้รับความสนใจเนื่องจากความยืดหยุ่นโดยธรรมชาติและความสะดวกในการประมวลผลขนาดใหญ่ แต่ก็ได้รับผลกระทบจากความหนาแน่นกระแสไฟต่ำในช่วง kA cm -2เท่านั้น เพื่อเอาชนะข้อ จำกัด 

นี้นักวิจัยได้ใช้เทคนิคที่เรียกว่า electrolyte gating โดยที่หยดอิเล็กโทรไลต์จะควบคุมความหนาแน่นของตัวพาประจุในช่องสารกึ่งตัวนำโดยการจัดหาไอออน เกตติ้งอิเล็กโทรไลต์มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อขนาดของทรานซิสเตอร์หดตัว เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ช่วยเพิ่มความจุ ซึ่งต่อสู้กับข้อจำกัดทางเทคโนโลยีบางอย่าง เช่น เอฟเฟกต์ช่องสัญญาณสั้น

ทีมงานยังแสดงให้เห็นด้วยว่าการกักเก็บอิเล็กโทรไลต์ช่วยให้อุปกรณ์ของพวกเขามีประสิทธิภาพเหนือกว่า VOFET อื่นๆ โดยลดความไวต่อความเสียหายที่เกิดจากความร้อน แม้ว่า VOFET รุ่นก่อน ๆ จะมีความหนาแน่นของกระแสไฟที่สูงกว่า 1 kA cm -2เป็นเวลาสองสามมิลลิวินาทีก่อนที่จะเสื่อมสภาพ แต่อุปกรณ์ที่มีรั้วรอบขอบชิดอิเล็กโทรไลต์รองรับความหนาแน่นของกระแสไฟตามลำดับ MA ซม. -2เป็นเวลาเกือบหนึ่งชั่วโมงโดยไม่ลดประสิทธิภาพการทำงานใดๆ

การออกแบบที่ทีมของ Weitz ใช้นั้น

มีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการเหนือทรานซิสเตอร์อินทรีย์ที่มีอยู่ เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ด้านข้างที่ทำจากวัสดุที่เหมือนกัน การออกแบบแนวตั้งแสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างมาก และมีความยาวช่องสัญญาณเพียง 40 นาโนเมตร โดยไม่ต้องใช้เทคนิคการประดิษฐ์ที่มีความละเอียดสูง

Monolayer รีเซ็ตบันทึกสำหรับอุปกรณ์หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนที่บางที่สุด”เรารู้สึกประหลาดใจมากที่วัสดุอินทรีย์สามารถทำงานได้ดีมากที่ความยาวช่องสัญญาณนาโนและทนต่อความหนาแน่นกระแสมหาศาลเหล่านี้” Weitz กล่าว “จนถึงขณะนี้ [ประเภทนี้] การทำงานต่อเนื่องสามารถทำได้เฉพาะในวัสดุอนินทรีย์เท่านั้น”

โครงข่ายประสาทเทียมและอื่น ๆในขณะที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงต้องการกระแสไฟขนาดใหญ่ แอปพลิเคชันอื่นๆ เช่น โครงข่ายประสาทเทียม หรือสถาปัตยกรรมการคำนวณที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสมอง กลับลงทุนในพลังงานต่ำมากกว่า โครงข่ายประสาทเทียมมักอาศัยองค์ประกอบหน่วยความจำที่ปรับได้เพื่อเลียนแบบการเชื่อมต่อที่ปรับเปลี่ยนได้ระหว่างเซลล์ประสาทที่ช่วยให้เรียนรู้ได้ เพื่อแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ของพวกเขาสามารถนำมาใช้ในแอปพลิเคชันนี้ได้เช่นกัน ทีมงานได้ลดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานลงเหลือเพียง 10 µV และแสดงให้เห็นว่าทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบหน่วยความจำประเภทหนึ่งที่เรียกว่า memristor โดยมีพลังงานสวิตชิ่งเพียงลำดับเดียวที่ใหญ่กว่า มากกว่าเซลล์ประสาทชีวภาพ พฤติกรรมที่หลากหลายดังกล่าวบ่งชี้ว่าอุปกรณ์ของทีมนำเสนอแพลตฟอร์มที่มีแนวโน้มสำหรับไซแนปส์เทียมที่มีความหนาแน่นสูงและใช้พลังงานต่ำ ซึ่งอาจขยายการใช้ทรานซิสเตอร์อินทรีย์ในเครือข่ายประสาทในอนาคต

หนึ่งในโครงการวิจัยที่เรากำลังดำเนินการ

กับ Mini-EXPLORER II ร่วมกับเพื่อนร่วมงานของเราใน School of Veterinary Medicine คือการพัฒนาวิธีการสำหรับการถ่ายภาพกิจกรรม ultralow-activity โดยเฉพาะในบริบทของความสามารถในการติดตามที่ค่อนข้างเล็ก จำนวนเซลล์ที่ติดฉลากกัมมันตภาพรังสี (เช่น สเต็มเซลล์) ในร่างกาย” ไซมอน เชอร์รี่ ผู้เขียน ร่วมกล่าว

นักวิจัยในเยอรมนีและสหรัฐอเมริกาได้สร้างสรรค์เลเซอร์ที่มีโพลาไรซ์ให้สั่นที่มากกว่า 200 GHz อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้เพื่อเพิ่มความจุข้อมูลของเซิร์ฟเวอร์ฟาร์มโทรคมนาคมแบบออปติคัลได้ แม้ว่าจะยังต้องดำเนินการอีกมากก่อนที่จะมีอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง

ปริมาณการใช้อินเทอร์เน็ตทั่วโลกกำลังเติบโตแบบทวีคูณด้วยความนิยมที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของกิจกรรมที่ต้องใช้แบนด์วิดท์สูง เช่น การเล่นเกมออนไลน์ เมื่อความต้องการเพิ่มขึ้น บริษัทโทรคมนาคมกำลังเปลี่ยนสายทองแดงด้วยใยแก้วนำแสง ซึ่งส่งสัญญาณด้วยความเร็วสูงขึ้นโดยมีการสูญเสียน้อยลง นอกจากนี้ยังนำไปสู่การแพร่กระจายของเซิร์ฟเวอร์ฟาร์มซึ่งมีธนาคารขนาดใหญ่ของตัวประมวลผลข้อมูล ความต้องการพลังงานของฟาร์มเหล่านี้มีจำนวนมาก: ประมาณการหนึ่งชี้ให้เห็นว่าภายในปี 2568 ฟาร์มเหล่านี้อาจก่อให้เกิดการปล่อยคาร์บอน 3.2% ทั่วโลก

การเชื่อมต่อเล็กๆ น้อยๆ นับล้านระหว่างเซิร์ฟเวอร์ภายในฟาร์มยังใช้ใยแก้วนำแสงและเลเซอร์ที่ปรับความเข้มด้วยแสงขนาดเล็ก ความเร็วที่บิตสตรีมสามารถผลักผ่านไฟเบอร์นั้นขึ้นอยู่กับความเร็วที่เลเซอร์สามารถสลับระหว่างความเข้มที่สอดคล้องกับ “1” และความเข้มที่สอดคล้องกับ “0” ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ 35 GHz นอกจากนี้Markus Lindemannจาก Ruhr University Bochum ในเยอรมนี อธิบายว่า “เทคนิคทั่วไปในการเพิ่มแบนด์วิดท์การปรับคือเพียงแค่เพิ่มกระแสการสูบน้ำ แบนด์วิดธ์การมอดูเลตที่สูงขึ้นนั้นเชื่อมต่อกับการใช้พลังงานที่สูงขึ้นเสมอ”

รวดเร็วและมีประสิทธิภาพด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงกำลังสำรวจวิธีการปรับคุณสมบัติอื่นๆ ของแสง ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งที่มีการสำรวจมาเป็นเวลากว่าทศวรรษแล้วคือการใช้เลเซอร์สปิน ซึ่งผลิตแสงที่มอดูเลตแบบโพลาไรเซชัน นักวิจัยคาดการณ์ว่าการดำเนินการนี้อาจเร็วกว่าการปรับความเข้มมาก แต่ยังไม่มีการสาธิตที่ชัดเจน และข้อพิจารณาในทางปฏิบัติ เช่น การใช้พลังงานส่วนใหญ่ยังไม่ได้สำรวจ

ตอนนี้ Lindemann, Nils Gerhardtและเพื่อนร่วมงานของ Ruhr University Bochum, Ulm University และ State University of New York ที่บัฟฟาโลได้ออกแบบเลเซอร์หมุนใหม่โดยพิจารณาจาก birefringence ของตัวกลางรับแสงเลเซอร์ การหักเหของแสงเกิดขึ้นเมื่อดัชนีหักเหของวัสดุที่เป็นผลึกขึ้นอยู่กับโพลาไรซ์และทิศทางการแพร่กระจายของแสง ผลกระทบมักจะถูกมองว่าเป็นสิ่งที่ต้องย่อให้เล็กสุดเพราะจะทำให้เลเซอร์ไม่เสถียร

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>slottosod.com