新晶体管可在提升内存容量的同时减少全球 5% 的数字能源使用

作者：Andy Corbley

出处：Good News Network

翻译：Jinsong Li

---

几乎每件电子设备内部都有一个晶体管——一个接收电流并将其发送到一个或多个其他方向的简单组件。

它是其中一个值得被表述为“新捕鼠器”的东西，因为如果有人发明了一个更好的捕鼠器，那将立即改变行业，为发明者带来巨大的财富。

现在事情已经发生了，一种新的晶体管设计可以通过将存储数据所需的单个晶体管数量减少四分之三，将整个世界的能源使用量减少约 5%。

数以百万计的晶体管排列在每一个现代微芯片的表面上，这些微芯片本身在世界各地以惊人的数量制造，达到数万亿。然而，微芯片现在已经达到了它可以制造的极限——有了这个，只有 25 个硅分子厚的东西可以从现代计算的电子需求中分散多少热量。

物理学家彼得·道本（Peter Dowben）是内布拉斯加大学物理学和天文学的查尔斯·贝西（Charles Bessey）教授，他创造了一种新的设计，要理解这种设计，就需要投入大量的思考。

如何工作 二进制代码是计算语言，由 1 和 0 的序列组成。代码段的排列取决于硅晶体管上两个端子（称为栅极和源极）之间的电子流动。根据施加在它们之间的电压，将产生电子的增加或缺失，形成 1 或 0。

相关：受鱿鱼皮启发的 Cup Cozy 将让您的手保持凉爽，让您的咖啡保持热度——而且它是可持续的

形成这个二进制文件需要恒定电流，但 Dowben 和他的同事创造了一个新的晶体管，它使用“自旋”来创建这个二进制文件，以指示终端读取 1 还是 0。自旋是电子的磁性相关属性，点向上或向下。

他们将硅换成了一种叫做石墨烯的坚固材料，这种材料可以薄到一个分子厚。然后他们用氧化铬衬里，这是一种磁电材料，这意味着其表面上的电子可以根据施加的微量电流翻转以向上或向下旋转。

施加正电压会导致电子自旋将它们向上翻转，而负电荷会使它们向下翻转。 “这可能会以极少的能源成本为您提供巨大的保真度，”Dowben 向他的大学出版社解释道。 “你所做的只是施加电压，然后它就翻转了。” Dowben 解释说，除了石墨烯之外，还有其他材料可以覆盖铬，企业家和设计师都将开始，既然后硅晶体管的演示已被证明是优越的，尝试找到最佳材料。 ” ​ 施加正电压会导致电子自旋将它们向上翻转，而负电荷会使它们向下翻转。 “这可能会以极少的能源成本为您提供巨大的保真度，”Dowben 向他的大学出版社解释道。 “你所做的只是施加电压，然后它就翻转了。” Dowben 解释说，除了石墨烯之外，还有其他材料可以覆盖铬，企业家和设计师都将开始，既然后硅晶体管的演示已被证明是优越的，尝试找到最佳材料。 ”

该团队得到了美国国家科学基金会已建立的刺激竞争研究计划的支持，该计划资助了内布拉斯加州 2000 万美元的新兴量子材料和技术合作。 更换硅晶体管就像更换计算革命的支柱。接下来发生的事情，无论是石墨烯还是其他东西，都意味着我们将进入一个全新的范式。