Wetenschappers van de Universiteit Twente hebben met een prototype aangetoond dat hun methode om transistors energiezuiniger te maken werkt en verdere ontwikkeling tot hogere efficiëntie kan leiden. De onderzoekers omsluiten transistors met een piëzo-elektrisch materiaal.
Wetenschappers van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente en het bedrijf SolMateS presenteren het prototype van de energiezuinige transistor, waarvan ze het ontwerp vorig jaar onthulden. Het prototype bevestigt de voorspellingen met betrekking tot de energiebesparingen van de onderzoekers en er zit nog meer in het vat, verklaart dr. ir. Ray Hueting van de vakgroep Halfgeleidercomponenten van de UT: "Het gaat hier om een eerste prototype dat al een energiebesparing kan opleveren. Het ontwerp is nog redelijk grofstoffelijk. Het ligt dus voor de hand dat bij doorontwikkeling van de transistor nog een belangrijke efficiëntieslag gemaakt kan worden."
De methode van de Nederlanders behoudt de voordelen van 'strained silicon', maar zorgt tegelijkertijd voor een afname van de lekstromen bij inactiviteit. Bij 'strained silicon', dat al jaren wordt toegepast, wordt silicium samengeknepen of gecomprimeerd om de mobiliteit van elektronen te vergroten. Dit zorgt voor een prestatieverbetering.
Het nadeel is dat die druk op het silicium permanent ingebakken zit, wat de lekstroom verhoogt. Om dat tot een minimum te beperken maken de onderzoekers naar eigen zeggen gebruik van 'slim knijpen' in het silicium op de momenten wanneer dat nodig is: "De truc schuilt in een piëzo-elektrisch materiaal dat aan de buitenkanten van de transistor wordt aangebracht. Het piëzo-elektrische materiaal zet uit als je er spanning op zet en drukt het silicium in de transistor samen met een druk van ongeveer 10.000 atmosfeer." De elektrische spanning die nodig is om de transistor te laten schakelen wordt hiermee deels vervangen door mechanische spanning.
De onderzoekers slaagden er met het prototype in om de lekstroom met een factor vijf te verlagen in vergelijking met een transistor zonder het piëzo-elektrisch materiaal. De winst van het energieverbruik bij activiteit van de transistor bedraagt rond de tien procent. De wetenschappers beschrijven hun prototype in het juninummer van het wetenschappelijke tijdschrift Transactions on Electron Devices.
/i/2000600340.png?f=fpa)
/i/1227689499.png?f=fpa)
/i/1262870626.png?f=fpa)
:strip_icc():strip_exif()/u/405976/NinjaTuna.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/590827/crop55cc7155384cd_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
/u/155842/avatar.png?f=community){kind=avatar}
/u/7375/1fb4348bd035882afac185e65c902b85.png?f=community){kind=small}