Новости мира

Intel запускает в серию трёхмерный транзистор

Американцы нашли простой и оригинальный способ нивелировать важную проблему в работе транзисторов, возникающую при уменьшении их размеров. В сравнении с предшествующими схемы с транзисторами нового типа будут не только плотнее упакованы, но и смогут работать на 37% быстрее при сокращении потребления энергии вдвое.

Компания Intel решила проблему роста тока утечки через закрытый транзистор, вызывающего сбои в работе схем при сокращении размеров частей транзистора.

Если опускать детали, задача была такова. Чтобы затвор мог надёжнее управлять полупроводниковым каналом, необходима достаточная площадь контакта между ними. А при переходе на транзисторы меньшего размера площадь эта быстро падает. Выход же заключался в придании каналу объёмной формы.

Теперь этот элемент транзистора является не плоской площадкой, а прямоугольным гребнем, заметно возвышающимся над поверхностью схемы. Затвор окружает такой гребень с трёх сторон, а не с одной, как сделано в нынешних чипах.

Как уточняет Technology Review, Intel не является изобретателем данной технологии. Но компания усовершенствовала, довела до рабочего состояния и, что ещё примечательнее, до конвейера разработку, начатую учёными из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) ещё в 1999 году.

Новые транзисторы уже были испытаны в рамках экспериментальных схем, а во второй половине нынешнего года Intel намерена начать производство чипов с трёхмерными транзисторами. Это будут как логические микросхемы, так и схемы памяти. Первоначально новинка будет внедрена в сериях процессоров, предназначенных для настольных систем, а позднее — и в «камнях» для мобильных устройств.

Трёхмерные гребни не только улучшают экономичность схемы. Новый дизайн транзисторов, в теории, позволяет поднять допустимый ток, проходящий через них, а также более тонко настраивать параметры работы каждого транзистора.

Самое приятное во всём этом — внедрение трёхмерных транзисторов в массы не потребует перестройки существующей технологии производства микросхем. Это один из факторов, благодаря которому перспективная разработка сумела добраться до серийного воплощения столь быстро.

Intel также утверждает, что трёхмерная технология будет использована и в поколении чипов, которое последует за 22-нанометровыми, то есть в схемах, создаваемых по 14-нанометровой технологии.
________________________________________

• Автор: Леонид Попов
• Источник: membrana.ru

IBM представила мельчайший магнитный носитель информации

Исследователи сумели сохранить один байт всего на 96 атомах, в то время как современные жёсткие диски тратят на каждый байт по полмиллиарда атомов.

Специалистам из IBM и германского научного центра CFEL впервые удалось использовать особую форму магнетизма – антиферромагнетизм для хранения данных.

В отличие от обычных накопителей на базе ферромагнитных материалов, в антиферромагнетике спины соседних атомов направлены в противоположные стороны, так что весь материал в целом получается магнитно нейтральным.

Благодаря этому ряды атомов, создаваемые для записи отдельных битов, можно размещать вплотную друг к другу (на расстоянии одного нанометра) без перекрёстных магнитных помех, способных влиять на соседние биты, объясняет PhysOrg.com.

Авторы этой работы решили проверить, насколько сильно можно сократить компоненты магнитного запоминающего устройства. Но вместо постепенного уменьшения размера ячейки они выбрали противоположный подход – начали с одного атома на подложке и постепенно наращивали их число, чтобы «попасть в область классической физики».

Для создания системы атомов и измерения их параметров использовался сканирующий туннельный микроскоп исследовательского центра IBM в Сан-Хосе.

Выяснилось, что всего 12 атомов достаточно для надёжной записи одного бита, а 96 атомов, соответственно, для одного байта. При меньшем размере ячейки квантовые эффекты ещё влияют на хранимую информацию, говорят учёные.

Один бит экспериментаторы составили из пары рядов по шесть атомов железа каждый. Байт был получен совмещением восьми таких блоков. Причём он занял площадку 4 на 16 нанометров, что соответствовало плотности хранения данных, в сто раз большей, чем в жёстких дисках.

Запись информации производилась при помощи электрического импульса, подаваемого на наконечник микроскопа. Импульс переворачивал магнитную конфигурацию каждых 12 атомов (у такой группы имеется два возможных состояния, соответствующие 0 и 1). Более же слабый импульс позволял считывать эти данные.

Созданная система показала, что способна хранить данные в течение нескольких часов, правда, только при температуре 5 кельвинов. Но авторы работы полагают, что аналогичные комплексы из 200 атомов будут стабильными при комнатной температуре.

И хотя ещё потребуется время, чтобы от подобных опытов можно было перейти к созданию практически пригодных атомарных запоминающих устройств, исследователи считают, что их работа выходит далеко за рамки существующих технологий хранения данных.

Кроме того, эксперимент с необычной системой атомов является своего рода испытательным стендом для отслеживания эффектов на условной границе применимости обычной и квантовой физики. Учёные говорят, что научились контролировать квантовые эффекты в такой системе, подбирая размер и форму рядов атомов. А это поможет лучше понять, чем отличается квантовый магнит от классического.

[youtube hpKMShooDBo nolink]

(Детали работы– в пресс-релизах IBM и
CFEL, а также в статье в Science.)

__________________________

• Автор: Леонид Попоп.
• Источник: membrana.ru

Корейцы построили гибкую память на мемристорах

Экспериментальная схема не только тонка и эластична, но и энергонезависима. Правда, объём памяти нового образца пока очень мал.

Учёные из Корейского института науки и технологий (KAIST) продемонстрировали на практике ещё одно применение сравнительно новых элементов микроэлектронных схем — мемристоров. Напомним, сопротивление этих устройств зависит от заряда, прошедшего через них ранее.

Ранее различные лаборатории уже внедряли мемристоры в опытные логические микросхемы, а вот KAIST создал из таких элементов гибкий чип памяти.

Сами мемристоры авторы работы получили из аморфного диоксида титана толщиной в атомы, сообщает Physics World. К столь тонкому слою этого материала примыкают верхний и нижний алюминиевые электроды. Причём верхний содержит ещё толику ионов кислорода.

Когда к этому электроду приложено отрицательное напряжение, ионы кислорода мигрируют в мемристор, снижая его сопротивление.

Такое состояние ячейки сохраняется и после отключения напряжения и соответствует двоичной единичке. Переключение полярности заставляет кислород вновь уйти в алюминий, а ячейку перейти в состояние «двоичный ноль».

Считывание информации происходит при более низком напряжении (0,5 вольта). Через мемристор пропускают ток и измеряют его. В двух состояниях ячейки значение контрольного тока отличается в 50 раз.

Чтобы считывание каждый раз происходило только с нужного мемристора и не возникало паразитных токов через соседние клетки, учёные подсоединили к каждому элементу памяти по гибкому кремниевому транзистору. Он подаёт ток на подопечную ячейку только при запросе, обращённом именно к ней.

Все эти части исследователи разместили на пластиковой подложке. Получился простенький чип памяти всего на 64 ячейки (массив 8 х 8 электродов), который занял площадь примерно в квадратный сантиметр. Это, конечно, очень далеко от плотности упаковки информации в серийных чипах. Но корейцы полагают, что сперва нужно проверить принцип работы схемы.

Зато этот чип на мемристорах удалось согнуть без повреждений до радиуса кривизны в 8,4 миллиметра. Измерения показали, что он правильно работает и в таком состоянии. Кроме того, команда согнула чип (правда, до несколько большего радиуса) тысячу раз подряд, чтобы испытать изделие на выносливость. Оно выдержало и этот тест. (Подробности – в статье в Nano Letters, которую также можно увидеть в формате PDF.)

Как и в случае с японской органической гибкой памятью, новинке сулят перспективы в первую очередь в различного рода «экранах будущего». Но специалистам из KAIST ещё предстоит показать, как их разработка может быть масштабирована до памяти большей ёмкости.

________________________________________

• Автор: Леонид Попов
• Источник: membrana.ru