«Кремний не может сделать всего», сказал Сэйф Ислэм, преподаватель электротехники и вычислительной техники в УКЕ Дэвисе. Схемы основывались на традиционно запечатленном кремнии, достигли их более низкого предела размера, который ограничивает операционную плотность скорости и интеграции. Кроме того, обычные кремниевые схемы не могут функционировать при температурах выше 250 градусов Цельсия (приблизительно 480 градусов по Фаренгейту) или обращаться с большой мощностью или напряжениями или оптическим применением.Новая технология могла использоваться, например, чтобы построить датчики, которые могут работать под высокими температурами, например в авиационных двигателях.
«В обозримом будущем общество будет зависеть от множества датчиков и систем управления, которые работают в чрезвычайной окружающей среде, такой как моторные транспортные средства, лодки, самолеты, земная добыча нефти и руды, ракеты, космический корабль, и целиком внедряет», сказал ислам.Устройства, которые включают и кремниевые и некремниевые материалы, предлагают более высокие скорости и более прочную работу. Обычные микросхемы сформированы из запечатленных слоев кремния и изоляторов, но трудно вырастить некремниевые материалы как слои по кремнию из-за несовместимостей в кристаллической структуре (или «несоответствие решетки») и различия в тепловых свойствах.
Вместо этого лаборатория ислама в УКЕ Дэвисе создала кремниевые вафли с «наностолбами» материалов, такими как арсенид галлия, галлий азотируют или индиевый фосфид на них и выращенный крошечный нанопровод «мосты» между наностолбами.«Мы не можем вырастить фильмы этих других материалов по кремнию, но мы можем вырастить их как нанопроводы», сказал ислам.
Исследователи были в состоянии заставить эти нанопроводы действовать в качестве транзисторов и объединяют их в более сложные схемы, а также устройства, которые отзывчивы к свету. Они развивали методы, чтобы управлять количеством нанопроводов, их физических характеристик и последовательности.
Ислам сказал, что у приостановленных структур есть другие преимущества: Они легче охладить и обращаться с тепловым расширением лучше, чем плоские структуры – соответствующая проблема, когда несогласованные материалы объединены в транзисторе.Технология также усиливает известную технологию для производственных кремниевых интегральных схем, вместо того, чтобы иметь необходимость создать совершенно новый маршрут для производства и распределения, сказал ислам.