Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 42, views: 21.374 •

Onderzoekers van de Amerikaanse onderzoeksuniversiteit MIT hebben een transistor ontwikkeld die volgens hen een record zet op het gebied van elektronenmobiliteit. De MIT'ers zetten daartoe germanium in plaats van silicium in.

De transistor die de medewerkers van het Massachusetts Institute of Technology ontwikkelden, is een p-type transistor: een sneller n-type transistor moet nog gebouwd worden om de techniek in commerciële chips inzetbaar te maken. De MIT-transistor zou beschikken over een viermaal zo hoge carriermobiliteit, in dit geval voor gaten, als commerciële transistors. Vergeleken met experimentele transistors zou de nieuwe transistor tweemaal zo snel zijn.

De snelheid is te danken aan het gebruikte halfgeleidermateriaal: de MIT-medewerkers gebruiken geen silicium maar germanium. Dat metaal liet zich beter 'comprimeren', een techniek die straining genoemd wordt: de onderzoekers gebruikten hiertoe meerdere lagen substraat van silicium en silicium-germanium om de atomen steeds dichter opeen te pakken. In commerciële chips wordt strained silicium gebruikt.

De transistors van MIT's Microsystems Technology Laboratories hebben een trigate-ontwerp, waarbij het channel omgeven wordt door een driedimensionale gate: die techniek gebruikt Intel ook voor zijn Ivy Bridge-processors. Zo blijft de gate groot genoeg om de transistor zonder grote lekstromen te kunnen schakelen. Volgens de onderzoekers zou de germanium-techniek in toekomstige generaties processors toegepast kunnen worden.

MIT's germanium transistor

Reacties (42)

Reactiefilter:-142041+135+211+30
Wh00t goed voor de koeoeoe 8)7
Zoals gebruikelijk zijn dit de rode oortjes berichten.

Zeer interessant en leuk om te lezen, maar nog maar de vraag of en wanneer het een commercieel succes wordt. Ruim 40 jaar geleden stonden er ook mensen op de maan, maar nog steeds kan ik geen kaartje kopen voor een weekendje maan.

Deze transistor is de snelste, maar dat is maar een van de vele parameters waaraan een goede transistor moet voldoen. Toch is dit waarschijnlijk het maximum dat MIT kan en wil doen. Het is geen Intel dat chips verkoopt, MIT doet onderzoek en hiermee kunnen ze scoren. :)
Heel mooi, ze hebben een transistor gebouwd met een hoge elektronen mobiliteit. Dat is leuk.
Maar bij een transistor komt zoveel meer kijken dan elektronenmobiliteit.

- Eerst en vooral, de Vth (threshold spanning) lijkt mij nog steeds belangrijk. Voor hetzelfde geld is heeft deze 2V nodig. Dan kan je zeggen dat kun je altijd naar beneden brengen. Tuurlijk. Maar veel van deze technieken reduceren de mobiliteit.

- Minimale gatelengte? Als deze slechts schaalbaar is tot 90nm. Dan is dit een leuk experiment geweest. Maar dat is het dan ook.

- JG: Niet te onderschatten. Ook hier alweer geen informatie om.

Ik weet niet echt of ik hier wel enthusiast over moet zijn bij gebrek aan bovenstaande info.
Beetje voorbarig om het nu de "snelste" te noemen omdat je niet kan weten of er nog een snellere gaat komen. Technieken zouden in de toekomst een nog snellere transistor kunnen maken.

Noem het dan een "snellere transistor" of "de snelste tot nu toe"

[Reactie gewijzigd door Bulls op 3 januari 2013 22:53]

het is toch de snelste? er is geen snellere transistor ergo de snelste. dat wil uiteraard niet zeggen dat hij deze status voor altijd zal behouden.
De titel suggereert dat het de snelste ooit is en zal blijven.
Germanium is wel bijzonder giftig dacht ik - hopelijk verplicht de EU 100% recyclering?
Hoe zouden ze zoiets kunnen meten dan? Waarmee verifieren ze de snelheid van deze transistor?
Een 'gate' in een transistor vertalen als 'gat' is niet bepaald gebruikelijk.
in dit geval voor gaten, dan commerciële transistors
De gate is één van de drie pootjes aan een transistor, en is het pootje dat bepaald of de stroom wel of niet doorstroomt. Het knopje van de schakelaar, zeg maar.
Een 'gate' in een transistor vertalen als 'gat' is niet bepaald gebruikelijk.

[...]

De gate is één van de drie pootjes aan een transistor, en is het pootje dat bepaald of de stroom wel of niet doorstroomt. Het knopje van de schakelaar, zeg maar.
Of je spreekt het uit als 'geeten', als in: een slechte vorm van plural engels :P
gatenstroom heeft niets met een gate te maken maar met de lading van je stroom. zijn twee verschillende dingen
Gaten zijn virtuele positieve ladingen die de elektronen achterlaten als ze zich verplaatsen. Ze bewegen zich in de tegenovergestelde richting van de negatieve ladingen (de elektronen). Hoe sneller ze zich verplaatsen, hoe beter de geleiding van je materiaal.
dat doen ze ook niet

in n-fet's worden in het overgangsgebied elektronen verplaatst voor het schakeleffect. bij een p-type fets zegt men over het algemeen dat er gaten verplaatst worden (eigenlijk worden gaan de elektronen de andere kant op, en laten deze "gaten" achter)

de gate is overigens 1 van de 3 pootjes van een FET, bij een bipolaire transistor is het de basis/base.
Gaten komt hier van 'holes', de afwezigheid van een elektron en is dus correct vertaald.
Volgens mij gewoon van poort als in "open the gate!". De "afsluiter" die het half-geleiden doorlaat of stopt. Op iets grotere schaal kom je weer gates tegen: AND, OR, XOR etc, in het Nederlands poorten genoemd. Op een nog hoger level in een microprocessor kom je interrupt-gates, call-gates e.a. tegen wat weer heel iets anders betekent. Maar het heeft telkens met een doorgang voor data te maken die open of dicht kan zijn.

[Reactie gewijzigd door blorf op 3 januari 2013 23:23]

An electron hole is the conceptual and mathematical opposite of an electron, useful in the study of physics, chemistry, and electronic engineering.
"Conceptual" dus. Zo werken halfgeleiders. Het onstaan van een hole stopt de halfgeleider-eigenschap. Maar ik denk niet dat het in een transistor om een enkele elektron gaat. Het zou de meest ideale (conventionele) transistor zijn die is te bouwen op moleculaire schaal. Afgezien van de doorvoersnelheid van je halfgeleidermateriaal waar dit verhaal over gaat.
De transistors van MIT's Microsystems Technology Laboratories hebben een trigate-ontwerp, waarbij het channel omgeven wordt door een driedimensionale gate: die techniek gebruikt Intel ook voor zijn Ivy Bridge-processors. Zo blijft de gate groot genoeg om de transistor zonder grote lekstromen te kunnen schakelen. Volgens de onderzoekers zou de germanium-techniek in toekomstige generaties processors toegepast kunnen worden.
Zie je de analogie aan een grote deur van een poort of sluis? Wat eigenlijk nog een betere verwoording is omdat het om een poort in een channel gaat. Die moet dus groot genoeg zijn om alles tegen te houden.

Het wordt wat alleen abstracter als je leest dat de poort om het kanaal heen zit.
Zal dat te maken hebben met het uitwisselen van elektronen met de gebruikte bouwmaterialen die niet bij de schakeling horen? Misschien dat het moeilijk is om een stukje germanium ergens op te bevestigen zonder dat de eigenschappen daardoor worden beinvloed en is helemaal inpakken de beste optie.

[Reactie gewijzigd door blorf op 4 januari 2013 12:30]

Wel grappig, germanium werd in 1948 al toegepast voor transistors, later werd het vervangen door silicium en nu blijkt germanium toch weer beter geschikt.
Silicium heeft dan ook enkele voordelen ten opzichte van germanium. Zo is het goedkoper en blijft het door haar grotere band-gap langer halfgeleidend, en dus bruikbaar in componenten, bij oplopende temperaturen.
Germanium heeft intrinsiek een hogere ladingsmobiliteit, waardoor het sneller kan schakelen dan silicium. Hierdoor wordt het voor bepaalde toepassingen toch weer interessant om te gaan onderzoeken.

Edit: Andere reacties niet tijdig gezien, wat locke960 dus zegt :)

[Reactie gewijzigd door rapidgorgon op 3 januari 2013 22:46]

"beter" is een subjectief begrip. Als ik het me goed herinner:

Voordelen Germanium tov. Silicium.
- lagere spanningsval over pn overgangen. (in principe dus zuiniger)
- schakelt sneller.

Voordelen Silicium tov. Germanium.
- goedkoper
- kan beter tegen hogere temperaturen.
- net iets beter mechanisch te bewerken

Het hangt er dus maar net vanaf wat je belangrijk vind.

edit: zie ook hier.

[Reactie gewijzigd door locke960 op 3 januari 2013 20:31]

hetzelfde idee had ik ook al.
Zoals hierboven al staat: het hoeft niet per se meteen 'beter geschikt' te zijn. Nu wordt het misschien uit wetenschappelijk oogpunt toegepast.
Daarnaast kunnen de meest gebruikte materialen altijd door nieuwe technieken nog veranderen.

Bovendien spreken ze van een substraat van Si en SiGe, niet van losse Ge-atomen.
SiGe wordt al lange tijd gebruikt als halfgeleider.

[Reactie gewijzigd door WWAS op 3 januari 2013 18:42]

OT: in 1948 schreef er ook iemand een boekje over het verdwijnen van privacy. Laat dat nu (mede door computers) ook bewaarheid zijn geworden....
Voor de iets minder techneuten, carrier mobiliteit volgens het oorspronkelijke artikel:
“Carrier mobility” measures how quickly charge carriers — whether positive or negative — move in the presence of an electric field. Increased mobility can translate into either faster transistor switching speeds, at a fixed voltage, or lower voltage for the same switching speed."
Uit 2005: nieuws: IBM verdubbelt kloksnelheden nieuwe SiGe-chips

En ik dacht dat ze liever geen germanium wilde gebruiken in chips omdat het duurder en zeldzamer was?
commercieel is het misschien niet interessant, maar dat betekend niet dat het vanuit wetenschappelijk oogpunt geen toepassing kan vinden.
Sinds 65nm is SiGe momenteel de standaard voor bijna alle digitale processen. Zie deze presentatie van Intel bijvoorbeeld, pagina 10: http://download.intel.com...-Details_Presentation.pdf

Zelfs analoge IC ontwerpers als ikzelf gebruiken SiGe.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Populair: Desktops Tablets Samsung Smartphones Laptops Microsoft Apple Games Besturingssystemen Internet

© 1998 - 2014 Tweakers.net B.V. onderdeel van De Persgroep, ook uitgever van Computable.nl, Autotrack.nl en Carsom.nl Hosting door True

Beste nieuwssite en prijsvergelijker van het jaar 2013