เรื่องทอพอโลยี: ไปสู่ทรานซิสเตอร์แบบใหม่

พันล้านของทรานซิสเตอร์เล็กๆหาพลังงานสำหรับในการประเมินผลในโทรศัพท์สมาร์ทโฟนที่นำสมัยควบคุมการไหลของอิเล็คตรอนด้วยการสับเปลี่ยนเปิดและก็ปิดอย่างเร็ว

แต่ว่าความก้าวหน้าโดยตลอดสำหรับในการใส่ทรานซิสเตอร์เพิ่มอีกลงในวัสดุอุปกรณ์ขนาดเล็กจะสนับสนุนไปสู่ขีด จำกัด ทางด้านกายภาพของสิ่งของทั่วๆไป การขาดคุณภาพในอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ทำให้มีการเกิดการสูญเสียพลังงานซึ่งทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่แพร่กระจายและก็ไม่จบสิ้นขึ้นก็เลยทำให้นักค้นคว้ากำลังสืบหาวัตถุหนทางอื่นๆที่ทำให้เครื่องไม้เครื่องมือดำเนินการได้มีคุณภาพเพิ่มขึ้นเรื่อยๆเมื่อประหยัดพลังงาน

ในตอนนี้การทดสอบที่ห้องแลปแห่งชาติ Lawrence Berkeley ที่สหรัฐฯ (Berkeley Lab)ได้ทำให้เห็นว่าเป็นครั้งแรกที่มีการสลับอิเล็กทรอนิกส์ในสิ่งของอัลยี่ห้อทรานสิทที่แปลกใหม่ที่สามารถนำไปประจุที่สูญเสียเกือบจะเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิปกติ นักค้นคว้าได้แสดงการสับเปลี่ยนนี้เมื่อนำสิ่งของไปใช้สนามไฟฟ้ากระแสไฟต่ำ

ทีมงานนักวิจัยซึ่งนำโดยนักค้นคว้าจาก Monash University ออสเตรเลียรวมทั้งนักวิทยาศาสตร์จาก Berkeley Lab ได้ปรับปรุงอุปกรณ์จากรอยขูดขีดรวมทั้งเรียนรู้กับรังสีเอกซ์ในแหล่งเกิดแสงสว่างระดับสูง (Advanced Light Source – ALS) ซึ่งเป็นสถานที่ที่กระทรวงพลังงานสหรัฐของลอว์เรนซ์เบิร์กเลย์ ห้องทดลองแห่งชาติ (Berkeley Lab)

อุปกรณ์ที่เรียกว่า sodium bismuthide (Na3Bi) เป็นเลิศในสองสิ่งของที่รู้จักกันในชื่อว่า “topological Dirac semimetal” ซึ่งมีคุณลักษณะด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ซ้ำใครที่สามารถปรับให้เหมาะสมกับลักษณะที่ต่างกันได้ในบางครั้งบางคราว อุปกรณ์ทั่วๆไปและก็ในกรณีอื่นๆเยอะขึ้นเรื่อยๆดังเช่นว่าอุปกรณ์ทอพอเพียงโลยี คุณลักษณะ topologicalของมันได้รับการรับรองคราวแรกสำหรับเพื่อการทดสอบที่ผ่านมาที่ ALS

สิ่งของเชิงทอเพียงพอโลยีนับว่าเป็นคนที่มีลักษณะท่าทางว่าจะเป็นผู้จัดหาทรานซิสเตอร์สมัยหน้ารวมทั้งสำหรับเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์รวมทั้งคอมพิวเตอร์อื่นๆเนื่องด้วยสมรรถนะสำหรับในการลดการสูญเสียพลังงานและก็การใช้พลังงานในวัสดุอุปกรณ์ คุณลักษณะกลุ่มนี้สามารถเกิดขึ้นพอดีอุณหภูมิปกติซึ่งเป็นความผิดแผกแตกต่างที่สำคัญจากตัวนำยิ่งยวดที่จำต้องทนหนาวรวมทั้งยังคงมีอยู่ถึงแม้ในเรื่องที่อุปกรณ์มีข้อเสียตามส่วนประกอบแล้วก็อาจมีความคาดคั้น

อุปกรณ์ที่มีคุณลักษณะ topological เป็นจุดเน้นย้ำของการศึกษาเรียนรู้และค้นคว้าและทำการวิจัยที่เข้มข้นโดยชุมชนวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติ (มองบทความที่เกี่ยวโยง) แล้วก็ในปี 2016 รางวัลโนเบลฟิสิกส์ได้รับรางวัลสำหรับแนวคิดเกี่ยวกับคุณลักษณะทางทอเพียงพอโลยีในอุปกรณ์

Sung-Kwan Mo นักวิทยาศาสตร์ของ ALS บอกว่าการเปลี่ยนสิ่งของที่เรียนจาก ALSจากสถานะที่นำกระแสไฟฟ้าไปเป็นสถานะที่เป็นฉนวนหรือเปล่านำกระแสไฟฟ้าเป็นตัวก่อเกิดความดีความชอบสำหรับในการใช้งานทรานซิสเตอร์ในอนาคต เล่าเรียน. การศึกษาเล่าเรียนมีเนื้อหาในนิตยสาร Nature ฉบับวันที่ 10 เดือนธันวาคม

หัวข้อหลักอีกประการหนึ่งของการเล่าเรียนปัจจุบันเป็นกลุ่มจากมหาวิทยาลัย Monashเจอแนวทางที่จะทำให้มันผอมบางลงไปเป็นชั้นเดี่ยวที่จัดอยู่ในลักษณะของอะตอมโซเดียมและก็ธาตุบิสมัทที่มีรวงผึ้งแล้วก็เพื่อควบคุมความครึ้มของแต่ละชั้นที่ทำขึ้น

“ถ้าเกิดคุณปรารถนาที่จะทำเครื่องมือที่คุณอยากได้ให้มันผอมบาง” Mo กล่าว “การวิจัยนี้พิสูจน์ให้มีความคิดเห็นว่าสามารถทำเป็นสำหรับ Na3Bi และก็คุณลักษณะทางไฟฟ้าของมันสามารถควบคุมได้ด้วยแรงกดดันกระแสไฟฟ้าต่ำพวกเราเป็นก้าวที่สนิทสนมกับทรานซิสเตอร์เชิงทอเพียงพอโลยี”

นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Monash ผู้เข้าร่วมการศึกษาเล่าเรียนพูดว่า “การศึกษาค้นพบคราวนี้เป็นขั้นตอนในแนวทางของทรานซิสเตอร์เชิงทอพอเพียงโลที่สามารถแปลงโลกที่การคำนวณได้”

เขากล่าวเสริมว่า “วัสดุอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ Topological Top Low Energy เป็นคำตอบที่เป็นได้สำหรับความท้าที่มากขึ้นของการสูญเสียพลังงานในระบบคอมพิวเตอร์ยุคใหม่ไอทีและก็การติดต่อสื่อสารใช้กำลังไฟฟ้าทั้งโลกถึง 8 เปอร์เซ็นต์แล้วก็มากขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆทศวรรษ”

Facebook Comments