Sekumpulan penyelidik bekerjasama untuk membangunkan transistor berasaskan graphene, yang secara drastik mengatasi silikon yang digunakan dalam kebanyakan komputer.
Ia lebih kecil tetapi lebih berkuasa.
Graphene At It Again
Penemuan mengenai graphene pada tahun 2004 memulakan kesibukan kajian untuk mengasingkan bahan dua dimensi yang lain. Graphene didapati sebagai bahan ajaib, memiliki satu set sifat unik dan luar biasa. Salah satunya ialah keupayaannya untuk mengalirkan haba sepuluh kali lebih baik daripada tembaga, konduktor yang paling biasa digunakan dalam elektronik. Pada suhu bilik, graphene juga mampu mengalirkan elektrik 250 kali lebih baik daripada silikon, kadar yang lebih cepat daripada bahan lain yang diketahui.
Sifat ini mengetuai pasukan penyelidik dari Northwestern University, The University of Texas di Dallas (UT Dallas), University of Illinois di Urbana-Champaign dan University of Central Florida (UCF) untuk mempertimbangkan untuk membangunkan transistor berasaskan graphene. Dalam kajian yang diterbitkan dalam jurnal Alam Komunikasi, pasukan itu mendapati bahawa transistor berasaskan graphene sebenarnya boleh berfungsi lebih baik daripada transistor silikon yang digunakan dalam komputer hari ini.
Penjelasan cepat dahulu: Transistor adalah kunci dalam litar komputer hari ini, kerana ini bertindak sebagai suis hidup dan mati yang membenarkan isyarat elektronik dan kuasa elektrik melalui. Apabila disatukan, transistor membentuk get logik — teras mikropemproses, berfungsi sebagai input dan output dan bertindak sama ada sebagai 0s atau 1s (yang dipanggil bit binari). Inilah yang membolehkan mikropemproses menyelesaikan masalah logik dan pengkomputeran.
"Jika anda mahu terus memajukan teknologi ke hadapan, kami memerlukan komputer yang lebih pantas untuk dapat menjalankan simulasi yang lebih besar dan lebih baik untuk sains iklim, untuk penerokaan angkasa lepas, untuk Wall Street," kata pengarang bersama Ryan Gelfand, penolong profesor di UCF. dalam siaran akhbar. "Untuk sampai ke sana, kami tidak boleh bergantung pada transistor silikon lagi."
Gerbang Logik yang Lebih Baik
Mikropemproses yang dibina menggunakan transistor silikon telah tersekat pada kelajuan pemprosesan kebanyakannya dalam julat 3 hingga 4 gigahertz sejak 2005. Terdapat had pada kadar isyarat dan kuasa yang boleh dikendalikan oleh transistor ini, sebahagian besarnya disebabkan oleh rintangan bahan. Pasukan penyelidik, bagaimanapun, menemui jalan melalui batasan ini dengan menggunakan graphene dan bukannya silikon.
Para penyelidik mula-mula membina reben graphene dengan membuka zip nanotube karbon (lembaran graphene yang dilipat nipis). Mereka kemudiannya menggunakan medan magnet pada reben graphene, yang membuatkan mereka sedar bahawa mereka boleh mengawal rintangan arus yang mengalir melalui reben. Dengan menggunakan tiub nano bersebelahan untuk menambah atau mengurangkan arus, medan magnet boleh mengawal aliran arus.
Litar logik berasaskan transistor graphene pasukan meningkatkan kelajuan jam mikropemproses sebanyak seribu kali ganda, dan memerlukan seperseratus kuasa yang diperlukan oleh komputer berasaskan silikon. Selain itu, litar ini juga lebih kecil daripada litar logik yang menggunakan transistor silikon. Ini boleh membenarkan peranti elektronik yang lebih kecil yang menggunakan lebih banyak fungsi, jelas Gelfand. Kajian serupa juga meneroka graphene sebagai kapasitor berpotensi untuk komputer kuantum.
Sistem pengkomputeran semua karbon masih wujud hanya pada papan lukisan, kata pengarang bersama Joseph S. Friedman dari UT Dallas, tetapi Friedman dan rakan usaha samanya dalam makmal penyelidikan NanoSpinCompute sedang mengusahakan prototaip.
"Sifat bahan luar biasa bahan karbon membenarkan operasi Terahertz dan dua urutan magnitud penurunan dalam produk kelewatan kuasa berbanding dengan mikropemproses canggih," penyelidik menulis. "Kami berharap dapat memberi inspirasi kepada pembuatan litar logik berlatarkan ini untuk merangsang penjanaan transformatif pengkomputeran cekap tenaga."
sumber: Komputer Graphene Berfungsi 1000 Kali Lebih Cepat, Menggunakan Kuasa Jauh Lebih Rendah
