Представлений транзистор, який замінює цілі логічні схеми

Вчені зробили крок у цікавому напрямку у виробництві напівпровідників — вони розробили транзистор, що динамічно програмується, який один може реалізувати таку багатокомпонентну логіку, як NOR, NAND та іншу. Запропонований транзистор легко лягає на що існує інфраструктуру виробництва та не використовує екзотичних матеріалів. Особливий виграш від його використання очікується у сфері штучного інтелекту.

Звичайний транзистор складається з двох електродів для струмопровідного каналу та ще одного електрода для керування каналом (затвором). Управління затвором дозволяє пропускати струм через транзистор або замикати його. На цьому принципі базується майже вся сучасна цифрова електроніка. Дослідники з Віденського технічного університету (TU Wien) запропонували додати до структури транзистора два додаткові електроди та з’єднати їх найтоншою ниткою з чистого германію (Ge). І це дало успіх.

Завдяки своїм електронним властивостям германій демонструє ефект негативного диференціального опору. Це означає, що зі збільшенням струму на певній ділянці напруга перестає збільшуватися та утворюється провал. Чим більший струм ми подаємо на такому відрізку вольт-амперної характеристики, тим менша напруга, що також можна використовувати для перемикання приладу (сигналу).

Цей додатковий метал-германієвий перехід (як металеві електроди використаний алюміній) дозволяє програмувати транзистор на задану порогову напругу перемикання станів. Підкреслимо, що цей поріг можна динамічно встановлювати на заданому рівні — це фактично програмування транзистора на ряд послідовних логічних операцій замість простого «увімкнено» або «вимкнено».

«Досі інтелект електроніки виникав просто завдяки з’єднанню кількох транзисторів, кожен з яких мав лише досить примітивну функціональність. У майбутньому цей інтелект може бути перенесений на адаптивність нового транзистора, — сказав професор Вальтер Вебер (Walter M. Weber). — Арифметичні операції, для яких раніше потрібно 160 транзисторів, завдяки цій підвищеній адаптивності можливі з 24 транзисторами. Таким чином, швидкість та енергоефективність схем також можуть бути значно збільшені». Дані з цієї роботи були опубліковані у виданні ACS Nano та повністю доступні на сайті видання.