Bessere Transistoren am Start
Der Leistungsverlust ist ein Schlüsselproblem, da Halbleiterbauelemente und Schaltkreise die Grenzen der Skalierung erreicht haben. Alternative Transistor- und Speicherentwürfe werden gebraucht, um Geschwindigkeit und Stromverbrauch in den Griff zu bekommen. Es besteht ein wachsendes Bedarf daran, den Energieverbrauch von Logikgeräten zu verringern, den Chips, die irgendeine Art von Prozessleistung bereitstellen. Das EU-finanzierte Projekt "Towards enhanced III-V tunnel transistors" (TETTRA) untersuchte, ob Tunnel-Feldeffekttransistoren (FET) mit weniger Energie betrieben werden können, wodurch sie dann schneller funktionieren können. Tunnel-Feldeffekttransistoren sind eine von zwei Hauptkategorien der Transistoren, bei denen ein elektrisches Feld dazu verwendet wird, um die Form und damit die Leitfähigkeit eines Kanals eines Ladungsträgertyps in einem Halbleitermaterial zu steuern. Die Wahl der Materialien ist ganz wesentlich, wenn man eine Reduzierung der Spannungsversorgung und weniger Systemleistung anzielt. Die Wissenschaftler untersuchten den Einsatz von Nanodrähten und bestimmten Halbleitermaterialtypen, um die Tunnel-FET-Leistung zu verbessern. Projektmitglieder erforschten das Band-zu-Band-Tunneln, das kleinere Spannungen und Leistungsreduzierung zu bieten hat. Bei Tunnel-Feldeffekttransistoren werden die Oberflächeneigenschaften als wichtig für deren Leistung eingeschätzt. Aus diesem Grund bewerteten die Partner die Oberflächeneigenschaften der Nanodrähte und der Halbleitermaterialien. Zu guter Letzt entwarfen und validierten die Wissenschaftler ein innovatives Verfahren zur Analyse der Stromproduktion von Nanodrähten. Die Arbeiten von TETTRA haben gezeigt, dass durch den Einsatz von Niederspannungs-Tunnel-Feldeffekttransistoren erhebliche Energieeinsparungen zu erreichen sind. Die Aussicht auf eine Senkung des Leistungsbedarfs der nächsten Generation von Transistoren trägt nun sehr reale Züge.
Schlüsselbegriffe
Transistoren, Stromverbrauch, Tunneltransistoren, Feldeffekttransistoren, Spannung
