Transistors van nanobuizen tonen potentie

Twee groepen onderzoekers hebben vorderingen gemaakt bij de ontwikkeling van transistors op basis van koolstof nanobuizen. De ene groep heeft de dichtheid van nanobuizen vergroot, terwijl een tweede groep een aparte gate produceerde.

De gate, die geschikt is voor transistors die uit een enkele koolstof nanobuis bestaan, omvat het nanobuisje niet volledig, wat betere eigenschappen aan de transistor geeft. De silicium ondergrond werd weggeëtst tot alleen twee contactpunten voor een nanodraad en heuveltje voor het channel overbleven. De nanodraad wordt over het overgebleven siliciumheuveltje gedrapeerd. Omdat de cnt 'los' over het substraat ligt, konden de onderzoekers van de Lund- en de New South Wales-universiteit deze voorzien van een gate-coating, in dit geval een isolerende laag met daarboven weer een metaallaag.

Samen met de coating om de cnt heen vormt koolstofbuis de gate van de zogeheten Finfet. De nanotechnologen hebben voor het eerst een dergelijke structuur door middel van natte etstechniek om een cnt heen geproduceerd. Door de concentratie van het etsmiddel te variëren, kon ook de lengte van de metalen 'hoes' om het channel heen gereguleerd worden.

Deze gate-structuur zou de transistor niet alleen sneller laten schakelen, maar de transistors zijn dankzij een goede channel-gate-koppeling ook goed aan te sturen. Ten slotte zijn de yields, ofwel het percentage succesvol geproduceerde transistors, vrij hoog.

Aan de universiteit van Stanford werken onderzoekers aan een methode om transistors met zeer veel nanobuisjes te bouwen. Die kunnen hogere stromen aan dan transistors met één cnt. Probleem met een woud aan cnt's, die op een substraat zitten als haren op een borstel, is de dichtheid en de ordening van de buisjes. De onderzoekers van Stanford hebben een techniek ontwikkeld om de dichtheid te vergroten door de cnt's van diverse groeistappen naar een siliciumdioxide-substraat over te brengen.

Zo is de dichtheid lineair afhankelijk van het aantal groeistappen. Vooralsnog werden de cnt's van vijf stappen gecombineerd, goed voor een dichtheid van ongeveer honderd cnt's per micrometer. Bij een meting met dichtheden van 2 en 8 cnt's per micrometer, vier stappen dus, nam de stroom toe van 4,3 tot 17,4 micro-Ampère per micrometer.

Reacties (26)

[Singular1ty]

Ok, er worden met een hoop cijfertjes gesmeten, maar hoe verhoudt de genoemde bereikte transistordichtheid zich nu tot wat er nu op silicumbasis word gebakken? Dan hebben ik (en andere leken) een indicatie hoeveel dichter deze ontwikkeling ons naar koolstof CPUs brengt

[StackMySwitchUp]

Kan een nieuwe evolutiestap zijn in de richting van snellere processoren (ervan uitgaande dat quantum computing niet eerder doorbreekt)

Positief nieuws!

[Reactie gewijzigd door StackMySwitchUp op 27 juli 2024 03:12]

[Crossive]

Dit is zeker erg interessant. Quantum computing is nog ver van bereikbaar, het laatste wat er gehoord is dat ze een kleine register konden aanmaken, maar daar blijft het voor nu nog bij.

Op naar kleinere computers!! Hopelijk zijn nanobuisjes niet schadelijk trouwens D:

[Reactie gewijzigd door Crossive op 27 juli 2024 03:12]

[Verwijderd]

Natuurlijk zijn nanobuisjes schadelijk. Als jij je silicium chips af gaat vijlen en het resulterende stof inademt is dat ook niet goed voor je. Het lijkt me alleen niet dat de nanobuisjes hier spontaan vanaf gaan vliegen, want dan werkt je chip niet meer.

OT: Hoe gaat dit samen met bijv. grafeen? Is dat een concurrent of kunnen deze twee technieken tegelijk worden gebruikt om zo de pluspunten van beide te gebruiken?

[mad_max234]

Natuurlijk zijn nanobuisjes schadelijk. Als jij je silicium chips af gaat vijlen en het resulterende stof inademt is dat ook niet goed voor je. Het lijkt me alleen niet dat de nanobuisjes hier spontaan vanaf gaan vliegen, want dan werkt je chip niet meer.

Ja alle fijne deeltjes zijn schadelijk, zeker als het materiaal is wat moeilijk afbreekbaar is of kanker verwekkend dan neemt het gevaar voor de gezondheid toe. Hoe kleiner de deeltjes worden het word hoe verder het kan doordringen in je lichaam. Grote delen worden door je neusharen(en snot) opgevangen, iets kleinere delen die te klein zijn voor je haren worden in slijm gevangen in luchtwegen of zelfs in de longen. Nanodeeltjes dringen nog verder door die kunnen barrière van de longen doorbreken en je bloedbaan indringen, met alle gevolgen van die.

[Bafti]

OT: Hoe gaat dit samen met bijv. grafeen? Is dat een concurrent of kunnen deze twee technieken tegelijk worden gebruikt om zo de pluspunten van beide te gebruiken?

Dat is precies waar ik ook aan dacht. Niet alleen omdat hier gisteren een artikel over geschreven is, maar ook omdat zowel grafeen als nanobuizen van koolstof zijn. Kan overigens ook lastig zijn om er dan goede halfgeleiders van te maken.

Zou wel een monsterlijke goeie combi zijn als ze positieve effecten samengaan. Snellere transistoren die niet heet worden en weinig energie nodig hebben.

Weet iemand of het mogelijk is om de productie van dit soort transistoren is op te schalen naar massaproductie? lijkt me namelijk dat het vrij lastig is om deze transistoren op grote schaal te produceren. Graag bronnen hierover als je info hebt.

[Dekker3D]

Grafeen is een 1 atoom dikke laag grafiet, met hexagonale structuur. Een koolstuf nanobuisje is precies hetzelfde, behalve dan dat de ene kant van een stuk grafeen met de andere kant verbonden is.

Sorry, het is geen concurrent en kan niet samen gebruikt worden, want het is eigenlijk in ieder opzicht precies hetzelfde ding.

Kijk maar even naar de plaatjes op http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube, een pagina of anderhalf onder het begin van het artikel.

[naarden 4ever]

Als ik goed kijk naar de atoomroosters, zijn graveen en nanobuizen beiden koolstofatomen in een hex schakeling (dus zeshoeken aan elkaar), maar zijn nanobuizen 'opgerold' en is graveen een plaat met koolstofrooster. Maar effect zou hetzelfde moeten zjn, als ik het goed heb.

[Yezpahr]

Ter ondersteuning aan de ondersteuning die jij biedt aan Lennartje .

Je hebt het bij het rechte eind, of cilinder-vormig eind.
http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube#Single-walled

[Aham brahmasmi]

OT: Hoe gaat dit samen met bijv. grafeen?

Als nanobuisjes echt schadelijk zijn zal het wel goed samengaan met grafsteen.

[.oisyn]

Quantum computing zorgt niet voor snellere processoren, hooguit voor het sneller kunnen oplossen van bepaalde specifieke problemen binnen BQP.

[Verwijderd]

Ik vraag me af of kwantumcomputers computing wel ooit voor consumenten beschikbaar wordt, lijkt me nogal een veiligheidsrisico.

[laserdesign]

laats las ik voor de eerste keer iets oven nanotransistor met koolstofbuisjes en als ik zie hoe dat op 2 maanden tijd steeds is geevolueert dan heeft dit een mooie toekomst
de koeling is geen probleem ze worden amper warm
als ze nu goed gestuurd kunnen worden dan hebben we binnen x aantal jaar weer totaal nieuwe technologie in de woonkamer

[Verwijderd]

Voor de mensen onder ons die niet snappen wat dit betekent ... als je hier een processor van kunt maken, hoeveel scheelt dat in snelheid e.d. ten opzicht van de huidige processoren ?

[joostvanpinxten]

Interessante vraag, waar zeker niet direct een antwoord op gegeven kan worden. De trend is de laatste jaren dat voornamelijk de interconnects de vertraging opleveren, de informatie kan niet snel genoeg naar een ander deel van de chip.

Een van de beperkingen van de huidige technologie die Intel en AMD gebruiken is de vermogensdissipatie. Meer transistoren schakelen betekent ook meer stroomverbruik.
Aan de hand van de stroom per transistor kan wel een verbetering van de vermogensdissipatie van een chip gedaan worden; wat dat betreft kan het huidige model van meer transistoren per vierkante mm dus nog wat uitgerekt gaan worden.

Zoals al een tijdje duidelijk is, wordt de frequentie van een enkele processor door de nieuwe technologie niet hoger, maar worden er voornamelijk andere trucs uitgehaald om een betere 'throughput' te krijgen (effectieve frequentie, om het in lekentaal te zeggen) zoals bijvoorbeeld met de superscalar architectuur. Een van deze technieken is multi-core processing en daar kan hiermee wél winst gehaald worden, simpelweg omdat er meer transistoren op een chip gaan passen.

[Dark_man]

Carbon Nanotubes of Grafeen zullen pas echt doorbreken als Intel het echt nodig heeft en er de nodige miljarden voor onderzoek in gaat pompen.

Nu wordt Silicium tot het uiterste gebruikt en als het echt niet meer kan zullen de commerciele bedrijven beginnen met het pompen van het grof geld in het onderzoek.

Tot die tijd zal het allemaal met kleine stapjes gaan ben ik bang.

[Angelevo]

En dat zal zo lang niet duren hoor.

[Verwijderd]

Als Intel nu gaat beginnen met het grote onderzoek, en AMD pas over twee jaar, dan is te verwachten dat Intel dus twee jaar eerder klaar is en AMD omver kan blazen. Lijkt me toch een redelijke strategie?
Beide technologieën beginnen nu hun waarde echt te tonen, dus als chipmakers slim zijn stappen ze er nu in. Dan duurt het nog jaren voordat wij het zien, dus verwacht niet al te snel grafeenchips.

[Aham brahmasmi]

Ik denk dat dat veel te simpel gedacht is. Waarschijnlijk is er nog heel wat nodig voordat cnt's echt voor cpu's geschikt zijn en dan ook nog productierijp gemaakt zijn.

[flamingworm]

Investeren in zoiets is zodanig duur, dat concurrenten gewoon éénzelfde R&D afdeling hebben; Intel zal dit dus niet alleen ontwikkelen en dan beter zijn dan de concurrentie, kosten en resultaten worden gedeeld.

[Ramzzz]

Ik voorzie een nieuwe toekomst met nanobuizenversterkers.

[dinoballz]

potentie beteken erectie. men bedoelt hier "potentieel"

[cedal]

potentie
po` ten - tie [-sie] («Latijn) de -woord (vrouwelijk) potenties 1 macht, vermogen; 2 graad van verdunning van homeopatische geneesmiddelen; 3 seksueel vermogen, vermogen tot uitoefening van de geslachtsgemeenschap

http://www.encyclo.nl/begrip/potentie

Wat ze in de titel zeggen betekent hetzelfde als wat ze in de titel bedoelen.

OT: Ik ben benieuwd naar betrouwbaarheid en stabiliteit...
en wat gebeurt er als je er per ongeluk een stevig stuk elektriciteit door jaagt? (statische lading)

[.phoz]

Net zoals bij een hedendaagse IC... kapot