2023年2月7日综述了阿历克斯史密斯
一个小组密歇根大学已经减少的厚度只有5纳米铁电半导体,或大约50个原子,使它们适合桥梁当前计算机未来的设备。
研究科学家丁王(左)和王萍(右)讨论增长行为的铁电半导体用分子束外延沉积系统,左边是可见的。半导体可以提高计算效率,加强人工智能,使量子计算。图片来源:罗伯特Coelius。
结果,可以将铁电技术与传统电脑和智能手机组件,提高人工智能和传感器功能。
他们还可以使发条式设备成为可能,对于物联网(物联网),除此之外,使智能家居、工业系统检测问题,并警告人们潜在的危险。
这项研究发表在应用物理快报被选为编辑器的选择。
这将允许高效的实现、超低功耗、完全集成的设备与主流半导体。这将是未来人工智能和IoT-related设备非常重要。
Zetian Mi,研究共同通讯作者和教授,电子与计算机工程、密歇根大学
从其他类型铁电半导体是独特的,因为他们可以维护电子极化,这相当于磁性电子水平。不过,它们可以改变哪一端是积极和消极的,不像冰箱磁铁。
可以使用该功能在不同的应用程序中,包括能源收获和光线和声音振动的检测。
小姐说:“这些铁电设备可以自动推进的。他们可以收获环境能量,这是非常令人兴奋的。”
此外,他们提供了一个独特的处理和储存信息的方法,经典和量子。例如,在计算,两个电偏振状态可以表示1和0。这种计算方法还可以模仿大脑神经连接,允许处理信息和储存记忆。
这种类型的建筑,有时被称为神经形态计算,为使优秀的人工智能算法,使用神经网络来分析数据。
电容器在RAM中必须不断地提供动力;否则,它们包含的数据将丢失。电极化花费更少的能量保持能量,可能比SSD。这种类型的内存可以装更多的人口,提高能力,同时也更耐严重的高温,高湿度、辐射。
半导体构造的氮化铝钪飙升,金属性能常用的强化铝自行车和战斗机,Mi的团队曾观察到铁电活动。
然而,他们需要能够产生比10纳米薄层,约100个原子的厚度,采用现代计算机设备。app亚博体育
团队完成这个过程使用一个称为分子束外延,这是相同的方法用于创建CD和DVD播放器的半导体晶体的激光。他们可以创建一个水晶,5 nm厚的最小尺度在蒸汽朋克的设备有明确的特征。
他们完成这一通过仔细调节每一层的原子在铁电半导体和减少原子从表面损失。
通过减少厚度,我们发现有一个高的可能性,我们可以降低操作电压。这意味着我们可以减少设备和降低功耗的大小在操作期间。
丁,研究第一作者和研究科学家,密歇根大学电气和计算机工程
此外,由于材料的不寻常的光学和声学特性,纳米制造铺平了道路的使用在量子技术帮助研究人员更好地理解材料的基本性质,并确定其性能在小尺寸的限制。
瘦,我们真的可以探索物理微乎其微的交互。这将帮助我们开发未来量子系统和量子设备。
平王,研究科学家,密歇根大学电气和计算机工程
国防高级研究计划局为这项研究提供了资助。
密歇根州的研究进行了材料表征和Lurie纳米加工中心设施。亚博网站下载
期刊引用:
王,D。et al。(2023)厚度按比例缩小到5纳米CMOS兼容的钼铁电ScAlN的分子束外延生长。应用物理快报。doi: 10.1063/5.0136265。
来源:http://umich.edu/