p Os pesquisadores relataram um transistor de fósforo preto que pode ser usado como uma chave alternativa de potência ultrabaixa. Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Sungjae Cho no Departamento de Física KAIST desenvolveu um transistor de efeito de campo de túnel de fósforo preto controlado por espessura (TFET) que mostra um consumo de energia de comutação 10 vezes menor, bem como 10, Consumo de energia em espera 000 vezes menor do que os transistores semicondutores de óxido de metal complementar convencionais (CMOS). p A equipe de pesquisa disse que desenvolveu transistores rápidos e de baixa potência que podem substituir os transistores CMOS convencionais. Em particular, eles resolveram problemas que degradaram a velocidade de operação e desempenho do TFET, pavimentando o caminho para estender a Lei de Moore.

p No estudo apresentado em Nature Nanotechnology mês passado, A equipe do professor Cho relatou um TFET de heterojunção natural com espessura de camada espacialmente variável em fósforo preto sem problemas de interface. Eles alcançaram valores recordes de oscilação de sublimiar médios ao longo de 4-5 dec da corrente e recorde de alta, corrente no estado, o que permite que os TFETs operem tão rápido quanto os transistores CMOS convencionais com consumo de energia muito menor.

p "Desenvolvemos com sucesso o primeiro transistor que atendeu aos critérios essenciais para rapidez, comutação de baixa potência. Nossos TFETs recentemente desenvolvidos podem substituir os transistores CMOS, resolvendo um grande problema em relação à degradação do desempenho dos TFETs, "Professor Cho disse.

p A redução contínua dos transistores tem sido a chave para o desenvolvimento bem-sucedido da tecnologia da informação atual. Contudo, com a Lei de Moore atingindo seus limites devido ao aumento do consumo de energia, o desenvolvimento de novos projetos alternativos de transistores surgiu como uma necessidade urgente.

p A redução do consumo de energia de comutação e standby, enquanto os transistores de escala adicional requerem a superação do limite termiônico de oscilação de sublimiar, que é definido como a tensão necessária por aumento de corrente dez vezes maior na região do sublimiar. A fim de reduzir a comutação e a energia de espera dos circuitos CMOS, é fundamental reduzir a oscilação do sublimiar dos transistores.

p Contudo, há limite fundamental de oscilação subliminar de 60 mV / dec em transistores CMOS, que se origina da injeção de portador térmico. O Roteiro Internacional para Dispositivos e Sistemas já previu que novas geometrias de dispositivos com novos materiais além do CMOS serão necessárias para enfrentar os desafios de dimensionamento de transistores em um futuro próximo. Em particular, TFETs foram sugeridos como uma alternativa importante aos transistores CMOS, uma vez que a oscilação subliminar em TFETs pode ser substancialmente reduzida abaixo do limite termiônico de 60 mV / dec. TFETs operam via tunelamento quântico, o que não limita a oscilação subliminar como na injeção térmica de transistores CMOS.

p Em particular, os TFETs de heterojunção são uma promessa significativa para a entrega de oscilação de sublimiar baixo e alta corrente no estado. A alta corrente ligada é essencial para a operação rápida dos transistores, já que carregar um dispositivo para o estado ligado leva mais tempo com correntes mais baixas. Ao contrário das expectativas teóricas, TFETs de heterojunção desenvolvidos anteriormente mostram 100-100, 000x mais baixa no estado atual (100-100, Velocidades de operação 000x mais lentas) do que os transistores CMOS devido a problemas de interface na heterojunção. Esta baixa velocidade de operação impede a substituição dos transistores CMOS por TFETs de baixa potência.

p Professor Cho disse, "Demonstramos pela primeira vez, para o melhor de nosso conhecimento, Otimização TFET para operações rápidas e de ultra-baixo consumo de energia, que é essencial para substituir os transistores CMOS para aplicações de baixa potência. "Ele disse que está muito satisfeito em estender a Lei de Moore, que pode eventualmente afetar quase todos os aspectos da vida e da sociedade.