Los transistores ahora podrán procesar y almacenar información ~ Bloghemia

Los transistores ahora podrán procesar y almacenar información

Los transistores ahora podrán procesar y almacenar información

Los transistores ahora podrán procesar y almacenar información

Los investigadores han creado una forma más factible de combinar transistores y memoria en un chip , lo que podría brindar una informátic...
diciembre 13, 2019
Los transistores ahora podrán procesar y almacenar información

Los investigadores han creado una forma más factible de combinar transistores y memoria en un chip, lo que podría brindar una informática más rápida.



Un chip de computadora procesa y almacena información utilizando dos dispositivos diferentes. Si los ingenieros pudieran combinar estos dispositivos en uno o ponerlos uno al lado del otro, entonces habría más espacio en un chip, haciéndolo más rápido y más potente.

Los ingenieros de la Universidad de Purdue han desarrollado una forma en que los miles de pequeños interruptores utilizados para procesar información, llamados transistores, también podrían almacenar esa información como un solo dispositivo.

El método, detallado en un artículo publicado en Nature Electronics, logra esto al resolver otro problema: combinar un transistor con tecnología de memoria de mayor rendimiento que el que se usa en la mayoría de las computadoras, llamado RAM ferroeléctrica.

Los investigadores han intentado durante décadas integrar los dos, pero surgen problemas en la interfaz entre un material ferroeléctrico y el silicio, el material semiconductor que forma los transistores. En cambio, la RAM ferroeléctrica funciona como una unidad separada en el chip, lo que limita su potencial para hacer que la informática sea mucho más eficiente.

Un equipo dirigido por Peide Ye, Richard J. y Mary Jo Schwartz, Profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática en Purdue, descubrió cómo superar la relación enemiga mortal entre el silicio y un material ferroeléctrico.

"Utilizamos un semiconductor que tiene propiedades ferroeléctricas. De esta forma, dos materiales se convierten en un material, y no tiene que preocuparse por los problemas de interfaz", dijo Ye.

El resultado es un denominado transistor de efecto de campo de semiconductor ferroeléctrico, construido de la misma manera que los transistores utilizados actualmente en chips de computadora.

El material, seleniuro de alfa-indio, no solo tiene propiedades ferroeléctricas, sino que también aborda el problema de un material ferroeléctrico convencional que generalmente actúa como un aislante en lugar de un semiconductor debido a un llamado "ancho de banda", lo que significa que la electricidad no puede pasar a través y no sucede la computación.

El seleniuro de alfa indio tiene un intervalo de banda mucho más pequeño, lo que hace posible que el material sea un semiconductor sin perder propiedades ferroeléctricas.

Mengwei Si, un investigador postdoctoral de Purdue en ingeniería eléctrica e informática, construyó y probó el transistor, descubriendo que su rendimiento era comparable a los transistores ferroeléctricos de efecto de campo existentes, y podría superarlos con más optimización. Sumeet Gupta, profesor asistente de Purdue de ingeniería eléctrica e informática, y Ph.D. El candidato Atanu Saha proporcionó apoyo de modelado.

El equipo de Si y Ye también trabajó con investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia para construir seleniuro de alfa-indio en un espacio en un chip, llamado unión de túnel ferroeléctrico, que los ingenieros podrían usar para mejorar las capacidades de un chip. El equipo presenta este trabajo el 9 de diciembre en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos IEEE 2019.

En el pasado, los investigadores no habían podido construir una unión de túneles ferroeléctricos de alto rendimiento porque su ancho de banda ancha hacía que el material fuera demasiado grueso para que pasara la corriente eléctrica. Dado que el seleniuro de alfa indio tiene un intervalo de banda mucho más pequeño, el material puede tener solo 10 nanómetros de grosor, lo que permite que fluya más corriente a través de él.

Más corriente permite que el área de un dispositivo se reduzca a varios nanómetros, haciendo que los chips sean más densos y eficientes energéticamente, dijo Ye. Un material más delgado, incluso hasta una capa atómica gruesa, también significa que los electrodos a cada lado de una unión de túnel pueden ser mucho más pequeños, lo que sería útil para construir circuitos que imitan redes en el cerebro humano.

Esta investigación se realizó en el Centro de Nanotecnología Birck de Purdue Discovery Park y cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencia, la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, la Corporación de Investigación de Semiconductores, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa y la Oficina de Investigación Naval de EE. UU.

Fuente y enlace de investigación: Mengwei Si, Atanu K. Saha, Shengjie Gao, Gang Qiu, Jingkai Qin, Yuqin Duan, Jie Jian, Chang Niu, Haiyan Wang, Wenzhuo Wu, Sumeet K. Gupta, Peide D. Ye. A ferroelectric semiconductor field-effect transistor. Nature Electronics, 2019

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