FőoldalArchívumPlazmahullám az elektronfolyadékban
2009. december 01., kedd ::

Plazmahullám az elektronfolyadékban

A jelenlegi chipgyártási eljárások hamarosan megközelítik azokat a fizikai korlátokat, amelyek után az alkatrészek mérete már nem zsugorítható tovább.Hogy ez pontosan mikor jön el, arról még folynak a viták, de abban az ipar minden szereplője egyet ért, hogy előbb vagy utóbb a CMOS technológiát le kell váltani

Most egy újabb izgalmas elmélettel gyarapodott a CMOS helyére pályázók száma. Dr. Hector J. De Los Santos, az amerikai NanoMEMS Research kutatója egy olyan megoldást dolgozott ki és szabadalmaztatott, ahol a chipekben a jel terjedése nem elektronok áramlásán, hanem plazmahullámok (plazmonok) terjedésén alapul. De Los Santos azt állítja, az NFL (Nano-electron Fluidic Logic) segítségével a logikai kapuk kapcsolási sebessége a másodperc ezermilliárdomod részében (femtomásodperc) mérhető, vagyis akár terahertzes órajelek is könnyen elérhetők. Az NFL jelentősen eltér a CMOS technológiától abban a tekintetben, hogy hullámok terjedésén és nem részecskék mozgásán alapul, nem kell hozzá tömeget megmozdítani, így sokkal gyorsabb.

Az NFL lényegében nem más, mint néhány egymást keresztező csatorna, amelyekben elektronfolyadék található, a logikai kapu pedig egy Y-alakú elágazás, mintha egy folyosó kettéágazna. Ebben az elindított plazmahullám külső behatás nélkül két egyenlő részre válik szét és az Y mindkét ágában felfogható, azonban ha a plazmahullámot oldalról egy másik hullámmal eltérítjük, akkor a folyosó egyik ága felé terelhető. Így létrehozható a logikai 0 és 1 állapot. Energiahatékonyság terén is jelentős továbblépést ígér az NFL, ugyanis a plazmon elindításához tetszőlegesen kicsi áram használható, az elektronfolyadék fenntartásához pedig elhanyagolható energia szükséges. Így összességében az NFL fogyasztását csak az határozza meg, milyen kicsi az az áram, amelyet még detektálni lehet.

De Los Santos elgondolásának kulcsa az eszközök méretezésében van. Ha az túl nagy, a hullám elhal, mire a detektorokhoz érhetne, ha viszont túl kicsi, akkor a hullám visszaverődik a detektorokról és elindul a kiindulási hely irányába, ahonnan aztán megint visszaverődik és elkezd újra a detektor felé mozdulni. Olyan méretű eszközt kell építeni, amiben a plazmon eléri a detektort és visszaverődés esetén elhal, mielőtt visszajutna a kiindulás helyére. Az eszközök méretét a lehető legkisebb plazmon határozza meg, ami egy atomnak felel meg, vagyis a logikai kapu nagyjából akkora lesz, mint a működtetéséhez kiválasztott atom.

A kutató szerint a gyárthatósággal sincs gond: az NFL eszközök előállításához alkalmasak a ma ismert, használt, elterjedt litográfiai eljárások, tehát elméletileg az eddig felhalmozott tudás és infrastruktúra továbbvihető. Ráadásul az NFL összekapcsolható hagyományos elektronikus eszközökkel, így könnyen integrálható más áramkörökkel vagy akár CMOS-komponensekkel.

Forrás

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény