Японские учёные разработали мощный транзистор нового поколения без кремния

Исследователи из Института промышленных наук Токийского университета представили прорыв в области микроэлектроники — мощный транзистор, созданный на основе кристаллического оксида индия, легированного галлием. Новый материал заменяет традиционный кремний и демонстрирует высокую эффективность в передаче электрического сигнала.

Полный контроль с конструкцией gate-all-around

Транзистор выполнен по архитектуре gate-all-around, в которой управляющий затвор полностью окружает канал, по которому протекает ток. Такая конструкция позволяет значительно повысить подвижность электронов и обеспечить долговременную стабильность устройства. Как отмечает ведущий автор исследования доктор Анлан Чен, полное оборачивание затвора вокруг канала позволяет улучшить масштабируемость и эффективность по сравнению с традиционными транзисторами.

Материал без дефектов — за счёт галлия

Чтобы устранить структурные дефекты в оксиде индия, учёные легировали его галлием. Это позволило получить более стабильную кристаллическую структуру, способную эффективно проводить электрический ток.

Команда использовала технологию атомно-слоевого осаждения: тончайшая плёнка материала наносилась слой за слоем, по одному атомному слою за раз. Затем покрытие подвергалось термической обработке для формирования кристаллической решётки.

Показатели, превосходящие аналоги

Созданный металлооксидный полевой транзистор (MOSFET) нового поколения показал подвижность электронов на уровне 44,5 см²/В·с — это один из лучших результатов среди подобных устройств. Более того, транзистор сохранял стабильную работу при поданном напряжении на протяжении почти трёх часов, что свидетельствует о его надёжности.

Будущее для ИИ и дата-центров

Разработка японских инженеров может стать основой для создания компактных и надёжных электронных компонентов, необходимых для систем с высокими вычислительными нагрузками. Речь идёт о таких сферах, как искусственный интеллект и дата-центры, где особенно важны высокая плотность и стабильность микросхем.