Электромеханические выключатели были стандартными блоками электроники, прежде чем твердотельный транзистор был разработан во время войны. Версия сделала из кремниевого карбида, в самых крошечных из весов, шнапса на и от подобного выключатель, и ни с одной из текущей утечки траты энергии, которая изводит самую маленькую электронику сегодня.
Ученые сообщают о своих результатах сегодня в Международных Электронных Устройствах, Встречающихся в Вашингтоне округ КолумбияПодвижная часть крошечного выключателя только об одном кубическом микроне в объеме, больше чем в тысячу раз меньшем, чем устройства, сделанные в сегодняшних господствующих микроэлектромеханических системах (MEMS). Таким образом этот выключатель может переместиться намного быстрее и намного легче.
Выключатель также оказался длительным, работающий больше чем для 10 миллионов циклов в воздухе, при температуре окружающей среды и высокой температуре без потери работы – намного дольше, чем большинство других кандидатов на не протекающий выключатель.Такая терпимость может позволить производителям электроники построить компьютер, который работает в сильной жаре ядерного реакторного или реактивного двигателя. Кремниевые транзисторы начинают ухудшаться на уровне приблизительно 250 градусов Цельсия (480 градусов по Фаренгейту). Тестирование показало, что кремниевые выключатели карбида работают на уровне больше чем 500 градусов Цельсия (930 градусов по Фаренгейту).
Развитие значительное, потому что переключающиеся устройства в основе вычисления и коммуникационных технологий.«В наших карманах и рюкзаках, в наше время мы часто несем мобильные устройства, которые состоят из миллиардов таких стандартных блоков, которые включают и выключают, чтобы выполнить функции обработки информации», объяснил Филип Фэн, преподаватель электротехники и информатики в Случае Западный Запас и лидер проекта.Основанные на кремнии транзисторы эффекта области металлического окисного полупроводника, названные МОП-транзисторами, являются доминирующими устройствами переключения в интегральных схемах и привели ко многим экстраординарным технологиям, которыми обладают сегодня, сказал Фэн.
Но продолжался, миниатюризация кремниевых МОП-транзисторов за прошлые несколько десятилетий недавно замедлилась, поскольку потребление энергии и теплоотдача стали основными проблемами.Энергия потеряна, и тепло выработано, потому что наноразмерные MOFSETs протекают как старый кран. Электроны продолжают ехать через выключатель, это выключено.«Кремниевые выключатели пропускают власть на уровне приблизительно 1 – 10 нановатт каждый», сказал Фэн. «Когда у Вас есть миллиард из них на компьютерной микросхеме, Вы теряете некоторых десяткам ватт мощности.
Это будет потреблять батарею, которую Вы несете, даже когда транзисторы активно не выполняют вычислительные функции».Крупные информационные центры не только тратят впустую ту энергию, они оплачивают издержки охлаждения, чтобы препятствовать тому, чтобы компьютеры перегрели.
Тина Хэ, студентка доктора философии профессора Фэна в электротехнике и информатике в Школе Случая Разработки, предоставит подробную информацию о создании и тестировании выключателей в ее представлении, Кремниевый Карбид (ТАК) Наноэлектромеханические Выключатели и Логические вентили с Долгими Циклами и Прочной Работой в Температуре окружающего воздуха и Высокой температуре, на международной встрече.Исследовательская группа сделала управляемые воротами выключатели с тремя терминалами и различные виды логических вентилей – фундаментальные элементы используемый в вычислении и коммуникациях.
«По сравнению с кремнием и другими общими материалами, SiC довольно особенный, потому что это намного более имеющее сопротивление к окислению к химическим загрязнителям и износиться», сказал Фэн. «Те свойства должны предоставить себя устройствам с более прочной работой, защищая их от резких операционных сред».