Американские ученые впервые в мире собрали компьютер, в котором совсем нет кремния. Вместо привычного полупроводника они использовали тонкие вещества толщиной всего в пару атомов. Машина получилась не слишком сложной по функциям, но полностью рабочей. Пока это только начало, но уже видно, какой может быть техника будущего — компактной и энергосберегающей.
Над проектом работала команда из университета штата Пенсильвания. Вместо традиционного подхода они применили два необычных материала: сульфид молибдена и диселенид вольфрама. Эти вещества проводили ток, оставаясь практически на уровне одной плоскости. Один компонент использовался для транзисторов с положительной логикой, другой — для обратной. Такую схему называют КМОП — она делает технику не только быстрой, но и экономичной по расходу энергии.
Ученые изготовили более двух тысяч миниатюрных устройств. Они точно настроили их поведение, чтобы получилась цельная логическая система. Новый чип может выполнять простейшие операции — «и», «или», «не» и другие. Да, он работает пока что медленно — всего 25 тыс. операций в секунду, но зато почти не нагревается и потребляет мизерное количество энергии.
Материалы выращивали с помощью специального метода, при котором газ оседает на подложку и оставляет тонкий слой нужного состава. После этого ученые собрали схему, проверили, как она проявляет себя в рабочих условиях, и сравнили с тем, что сейчас стоит в обычной технике. Оказалось, что даже без кремния возможно обеспечить отличную работоспособность.
Раньше такие материалы применяли лишь в простых наборах, на большее их не хватало. Сейчас же впервые получился настоящий мини-компьютер, базирующийся целиком на новой платформе. С новинкой, возможно, получится приблизиться к будущему, где и гибкие экраны, и носимые устройства станут работать на необычных чипах.
На развитие кремниевой электроники ушли десятилетия, а исследования двумерных материалов начались совсем недавно. Но уже сейчас видно — этот путь реален. Ученые уверены: со временем техника будет грузиться быстро и без лагов, служить долго и стоить дешевле. Статья о достижении опубликована в журнале Nature.
Кремний обычно используют в компьютерах, потому что он хорошо проводит ток, легко обрабатывается и при этом недорогой. Из него делают основу для микросхем — маленьких «мозгов», которые управляют всей техникой. Этот материал удобно резать на тонкие пластины, на которые наносят миллионы транзисторов — ключевых элементов для обработки информации. Кремний устойчив к нагреву и долго работает, поэтому стал стандартом в производстве электроники. Однако сейчас позиции этого материала пошатнулись.
Ранее Наука Mail рассказывала, что крупнейшие ИТ-компании заявили о намерении создать квантовый компьютер для прикладных вычислений.