Tiede

Maailman pienin transistori syntyi voiteluaineen avulla

Transistori valmistettiin piin sijaan hiilinanoputkista ja molybdeenidisulfidista.

Nykyisiä piipohjaisia transistoreja ei voi enää juurikaan kutistaa, koska silloin kvanttimekaniikka alkaa häiritä laitteen toimintaa. Yhdysvaltalaiset tutkijat ohittivat tämän esteen vaihtamalla piin molybdeenidisulfidiin – voiteluaineeseen, jota myydään autojen varaosaliikkeessä.

Tietokoneiden ja muiden älyhärpäkkeiden kehitys on perustunut pitkälti yhä pienempiin puolijohdetransistoreihin. Voittokulku on tähän asti noudattanut niin sanottua Mooren lakia: samaan tilaan pakattu transistorimäärä on pystytty tuplaamaan kahden vuoden välein.

Tutkijat ovat kuitenkin olleet pitkään tietoisia, että raja on tulossa vastaan. Nyt on jo kaupan transistoreja, joiden hilaosa on hieman yli kymmenen nanometriä. Kun vielä nipistetään viisi nanometriä, kvanttimekaniikka astuu peliin.

Hila nimittäin säätelee transistorin kanavan läpi virtaavia elektroneja vähän samaan tapaan hana veden lorinaa altaaseen. Hila siis pysäyttää tai päästää elektronit eteenpäin – ellei se ole liian lyhyt. Raja on viisi nanometriä. Sitä tyngempi hila ei pysty pitämään elektroneja aisoissa.

”Tämä tarkoittaa, ettemme pysty sammuttamaan transistoreja”, tohtorikoulutettava Sujay Desai selittää Berkeley-laboratorion tiedotteessa.

Desay ja hänen kollegansa Berkeleyn, Stanfordin ja Texasin yliopistoista ohittivat tämän esteen hylkäämällä piin. He valmistivat transistorin piin sijaan hiilinanoputkista ja molybdeenidisulfidista (MoS2), jota käytetään muun muassa voiteluaineena.

Niistä valmistettu transistori toimi, vaikka hiilinanoputkihila oli vain yhden nanometrin mittainen. Vertailun vuoksi: ihmisen hius on peräti 50 000 nanometeriä paksu.

”Teimme tähän asti pienimmän transistorin. Oikeilla materiaalivalinnoilla sähköisiä laitteita on siis vielä varaa kutistaa”, kehuu tutkija Ali Javey Berkeley-laboratoriosta.

Professori Moon Kimin mukaan uusi laite hukkasi vähemmän virtaa kuin piihin perustuva.

”Tämä tarkoittaa muun muassa sitä, että tällä teknologialla rakennettua älypuhelinta ei tarvitsisi ladata niin usein”, hän sanoo Texasin yliopiston tiedotteessa.

Vaikka tulos on lupaava, vielä on runsaasti teknisiä pulmia ratkottavana, ennen kuin uusi transistori saadaan sarjatuotantoon.

”Näin pienten hilojen tuotanto vaatii uusia innovaatioita”, Kim kiteyttää.

Tutkimuksen julkaisi Science.

HS Digistä löydät Hesarin juttuarkiston helmet
Saat tilaajana kokeilla HS Digiä maksutta
Tilaajille
Haluatko lukea koko artikkelin?

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Elektroniikka
Luetuimmat - Auto & Tiede

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Tarina opiskelijanaisen täysin surkeasta seksiyöstä nousi maailmanlaajuiseksi hitiksi – Miksi annamme huonon seksin tapahtua?

    2. 2

      Taksinkuljettaja törmäsi tahallaan pyöräilijään kevyen liikenteen väylällä Espoossa – jyräsi vielä kaatuneen pyöränkin

    3. 3

      Suurmoskeijahanke sai pakit Helsingissä, puuhanainen uhkaa viedä moskeijan muualle: ”En ole käynyt yhtäkään järkevää keskustelua yhdenkään poliitikon kanssa”

    4. 4

      Ultra Bran jälkeen Vuokko Hovatta menetti ensin lapsen ja sitten miehensä: ”On lohdullista tietää, että aika kauheistakin asioista voi selvitä”

      Tilaajille
    5. 5

      Facebookin ex-johtaja ja muut sosiaalisen median kehittäjät myöntävät luoneensa hirviön, jota he eivät osaa pysäyttää: ”Kukaan ei pysty enää keskittymään”

    6. 6

      Paljastava pukeutuminen on häirintää

    7. 7

      Tuntemattoman sotilaan räjähdyskohtaus rikkoi Guinnessin maailmanennätyksen – saavutus huomattiin ulkomaillakin

    8. 8

      Walesilainen lammasfarmari äänesti brexitin puolesta, mutta nyt EU-ero vaarantaa koko elämäntyön: ”En koskaan halunnut kovaa brexitiä”

    9. 9

      Ihminen tarttuu herkkuihin, kun elämä kaatuu päälle – ”Tunnesyöminen” on yleinen ilmiö, mutta sen voi saada kuriin yksinkertaisilla keinoilla

      Tilaajille
    10. 10

      Sinnikäs tee se itse -henkilö kiinnittelee aidonnäköisiä liikennemerkkejä Mellunmäessä – ”En ymmärrä yhtään”, hämmästelee kaupungin työntekijä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Helsinkiläis­nainen otti kuvan pyörä­tielle pysäköidystä paketti­autosta – autosta tuli poliisi ja vei ilman henkilöllisyys­todistusta liikkeellä olleen naisen putkaan

    2. 2

      Kuvia Suomesta, osa 27: Mikko Suutarinen valokuvasi kuljettajia, jotka muistuttavat ajoneuvojaan

    3. 3

      Alma on julkaissut musiikkia vain vajaat 17 minuuttia – Onko hän todella kansain­välisesti menestynein suomalainen artisti?

      Tilaajille
    4. 4

      Tämä kysymys kysytään lähes jokaisessa työhaastattelussa, sillä se paljastaa työntekijästä paljon – Näin vastaat siihen oikein

      Tilaajille
    5. 5

      Tarina opiskelijanaisen täysin surkeasta seksiyöstä nousi maailmanlaajuiseksi hitiksi – Miksi annamme huonon seksin tapahtua?

    6. 6

      Onko tässä Linnan juhlien hervottomin kuva – Oletko koskaan nähnyt Timo Soinia yhtä onnellisena?

    7. 7

      Viiden lapsen isä Topi Linjama erosi vanhoillislestadiolaisuudesta ja puolustaa nyt isien asemaa – Isä on monessa perheessä juoksupoika ja äiti projektipäällikkö, hän sanoo

      Tilaajille
    8. 8

      Kummelin Heikki Silvennoinen on ymmällään ja otettu sketsinsä maailmanlaajuisesta suosiosta: ”Pääasia, että ihmiset nauravat”

    9. 9

      Järjestäjän Facebook-kirjoitus osoittaa: Töölöntorin alpakka­tapahtumalla haluttiin viedä huomio pois 612-kulkueesta ja saada se siirtymään muualle

    10. 10

      Kiinalaismedia: Hurjia selfie-kuvia harrastanut mies putosi pilvenpiirtäjästä ja kuoli

    11. Näytä lisää