Bagaimanakah cip komputer berfungsi tanpa semikonduktor?

Hari-hari ini kita secara automatik mengaitkan komputer dan pelbagai peranti mudah alih dengan cip yang terbuat dari transistor semikonduktor. Memang selama bertahun-tahun transistor telah menjadi komponen elektronik di mana-mana.

Walau bagaimanapun, ini tidak selalu berlaku. Pada masa lalu, peranti yang dipanggil tiub vakum, atau injap digunakan dalam peranti elektronik.

Transistor vs tiub vakum / injap

Transistor adalah peranti binari yang bertindak sebagai suis, sama ada menghalang atau membenarkan arus mengalir. Transistor juga boleh digunakan untuk menguatkan isyarat. Mereka diperbuat daripada bahan semikonduktor.

Tiub vakum juga mampu mengawal aliran semasa tetapi mencapai ini menggunakan mekanisme yang berbeza untuk transistor. Mereka juga lebih besar daripada transistor.

Pada asasnya, selepas pengenalan transistor, industri elektronik berlepas pada kadar yang luar biasa. Ini mungkin disebabkan oleh kekurangan berterusan mereka terhadap kemajuan reka bentuk dan teknologi.

Untuk menekankan ini, alat elektronik moden mengandungi literasi berbilang transistor, dan mereka sesuai dengan pakej yang agak kecil.

Memandangkan bilangan transistor dalam peranti telah meningkat sejak bertahun-tahun, begitu juga dengan kuasa pemprosesan dan keupayaan peranti-peranti ini.

Singkatnya, transistor dan elektronik berasaskan semikonduktor yang lain adalah hebat. Anda harus perhatikan, bagaimanapun, bahawa mereka tidak tanpa masalah mereka. Oleh kerana sifat-sifat bahan semikonduktor, aliran elektron adalah agak terhad, yang boleh menghalang peranti daripada melakukan secara ideal seperti yang dikehendaki.

Menjanjikan teknologi baru

Dalam jawapan yang mungkin untuk masalah ini, pasukan penyelidikan kejuruteraan di University of California San Diego (UCSD) baru-baru ini telah membuat peranti skala mikro sama dengan tiub / injap yang pernah popular.

Perhatian: Peranti ini boleh membawa kepada semua jenis teknologi yang menarik seperti sel suria yang lebih baik dan bahkan boleh digunakan di luar industri elektronik dalam bidang seperti photochemistry dan photocatalysis mungkin berguna walaupun dalam pelbagai aplikasi alam sekitar.

Dalam alat-alat elektron ini dibebaskan ke dalam ruang bebas, yang bermaksud tidak ada bahan di sana untuk mengehadkan aliran mereka. Ini hebat tetapi untuk melepaskan elektron ini, banyak tenaga biasanya diperlukan seperti halnya dengan tiub / katup saat ini di pasaran hari ini.

Suhu tinggi / voltan tinggi biasanya diperlukan untuk membebaskan elektron. Ini jelas tidak perlu dengan peranti semikonduktor, dan jenis syarat ini tidak sesuai untuk peranti yang bergantung kepada mikroelektronik. Ini adalah salah satu daripada banyak perkara yang akan membantu dalam meningkatkan teknologi semikonduktor.

Pasukan di UCSD, bagaimanapun, mengambil pendekatan baru untuk menyelesaikan masalah ini. Peranti mereka dibuat dengan apa yang disebut metasurface diperbuat daripada emas, dipasang pada wafer silikon dengan lapisan silikon dioksida diapit di antara.

Untuk melepaskan elektron, pasukan menggunakan pendekatan dua kali ganda; voltan rendah di sepanjang dan laser inframerah berkuasa rendah digunakan pada peranti. Ini membawa kepada pembebasan elektron yang pada dasarnya telah robek dari logam kerana penciptaan medan elektrik yang kuat selepas pengaktifan dengan laser dan voltan.

Prestasi dan Outlook

Dalam ujian, selepas pengaktifan, peranti itu menunjukkan peningkatan seribu peratus dalam kekonduksian. Peranti ini diakui belum sempurna, tetapi ia hanya bertujuan sebagai bukti-konsep di tempat pertama.

Pemimpin pasukan, Professor Dan Sievenpiper menyatakan bahawa jenis peranti ini tidak mampu menggantikan keseluruhan rangkaian peranti semikonduktor, tetapi dia percaya bahawa mereka akan mempunyai bidang penonjolan mereka seperti dalam aplikasi yang memerlukan frekuensi tinggi atau kuasa tinggi.

Pasukan sedang meneroka kaedah memperbaiki peranti mereka serta mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana mereka berfungsi dan meneroka semua aplikasi yang mungkin.