Prvo "cool" poluvodič za računala

Komponenta je moćna bez razvoja topline

Ovom strukturom u obliku slova H fizičari su pokazali da njihov novi poluvodički materijal provodi struju, a da se pritom ne zagrije. © Sveučilište Würzburg
čitati naglas

Računala koja upravljaju bez ikakvog hlađenja? To zvuči utopijski, jer što je računalo snažnije, to se brže zagrijava. No, prvi korak prema "cool" računalima uspjeli su sada fizičari sa Sveučilišta u Würzburgu. U znanstvenom časopisu "Science", oni predstavljaju poluvodič koji provodi struju, a da se ne zagrije.

Važno je ostati

Kad rade računala, zagrijavaju se. Previsoke temperature, međutim, narušavaju funkcionalnost njihovih čipsa - pa je potrebno hlađenje. To se osigurava okretanjem ventilacijskih kotača na računalu ili klimatizacijskim sustavima u velikim računalnim sobama. Vrlo moćna računala već su opremljena vodenim hlađenjem. Međutim, toplina je faktor koji značajno ograničava razvoj bržih računala. Da bi postigli veće performanse, na čipove se spaja sve više tranzistora koji moraju raditi sve brže i brže.

"Tada kroz čipove teče više električne energije, pa se komponente zagrijavaju sve više i više", objašnjava Hartmut Buhmann, fizičar sa Sveučilišta u Würzburgu. Komponente koje provode električnu energiju dok ne proizvode toplinu mogu stoga dati snažan poticaj napretku računala. Znanstvenici su sada mogli razviti takav poluvodič.

Nježni slojevi

Novi poluvodič sastoji se od živog telurida i živog kadmij-telurida. U sofisticiranom procesu, Würzburgski fizičari primjenjuju ova dva materijala naizmjenično u gossamer-tankim slojevima na kristalnim pločicama veličine penija. "Pojedinačni slojevi su samo sedam do

deset nanometara tanke ", kaže profesorica Laurens Molenkamp. Nevjerojatno tanak: nanometar je milioniti dio milimetra. prikaz

Da bi analizirali vodljivost slojevitog materijala, fizičari su koristili litografske tehnike za modeliranje struktura s njegove površine. Stvorili su sićušne žice, da tako kažem, u obliku H. "Očekivalo se da će materijal postati izolator u određenim okolnostima, poput vrlo niskih temperatura. To je slučaj sa svim konvencionalnim poluvodičima ", objašnjava profesor Hartmut Buhmann, koji radi u timu Molenkampa.

Materijal je reagirao drugačije nego što se očekivalo

Fizičari su bili iznenađeni kada se njihov materijal ponašao drugačije: Elektroni su se skupljali na rubovima građevine u obliku slova H. Oni su se također mogli kretati tamo - bez ikakvog otpora, a time i bez razvoja topline. Ova se posebnost odnosi samo na

Fizičari kažu da su temeljni materijali i priroda njihove stratifikacije. Oblik strukture - bilo H ili X - nije bitan.

Još nije zreo za aplikacije

No, nova vrsta poluvodiča nije spremna za svakodnevnu upotrebu: učinak se javlja samo pri vrlo niskim temperaturama, ispod minus 170 Celzijevih stupnjeva. Stoga istraživači iz Würzburga žele razviti druge materijale koji pokazuju učinak na puno višim temperaturama. "Želimo uzeti spojeve bizmuta", kaže Laurens Molenkamp. No prvo je važno riješiti se procesa koji omogućava da se ti materijali slažu čisto i masno.

(Sveučilište W rzburg, 20.07.2009. - NPO)