Warning: Creating default object from empty value in /home/chiporta/public_html/plugins/system/advancedmodules/modulehelper.php on line 320

מעגלים לוגיים מבוססי גרפן

מאת ד"ר משה נחמני שלישי, 17 ספטמבר 2013 21:28
גרסת הדפסה

GRAPHENE_CIRCUIT
תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של התקן הגרפן החדשני המנצל שער לוגי לא-בוליאני (כאשר סמליל האוניברסיטה, UCR, מוטבע על גביי משטח הגרפן). קנה המידה של הקו בתחתית התמונה הוא מיקרון אחד. [באדיבות University of California at Riverside].

גרפן מתואר כחומר פלאי שיוכל להצעיד קדימה את תחום המוליכים-למחצה אל מעבר לעידן הסיליקון, אולם העובדה כי הוא חסר את המרווח האנרגטי שבין פס הערכיות לפס ההולכה (bandgap) מגבילה מאוד את התהליך הזה. במקום לשנות את הגרפן כך שייווצר בתוכו מרווח אנרגטי זה, המוביל גם להפחתת ההולכה האלקטרונית הגבוהה שבתוכו, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בריוורסייד (UCR) מציעים להשתמש בלוגיקה הלא-בוליאנית האצורה באופן טבעי בגרפן.

מסביר פרופסור Alexander Balandin: "התקנים המבוססים על גרפן בהתאם להצעתנו הדגימו התנגדות דיפרנציאלית שלילית (negative differential resistance, NDR) - תופעה שמקורה במבנה הסימטרי של המרווח האנרגטי שבגרפן. ניתן להשתמש בתכונות זרם-מתח לא-ליניאריות אלו על מנת לקבל תוצאות בי-יציבות ובי-ערכיות. המשמעות היא שעבור ערכי קלט מסוימים ניתן יהיה לקבל שני ערכי פלט - שלא כמו בשערים לוגיים רגילים שבהם מתקבל פלט חד-ערכי בלבד (לדוגמה, אפס או אחד) - ואלו יוכלו לשמש לפיתוח מעגלים חשמליים המבוססים על שערים לוגיים לא-בוליאניים בעלי ניידות אלקטרונים ומהירות רוויה גבוהות מאוד, ההופכים את המעגלים הללו למהירים במיוחד.
לפי דברי החוקרים, ניתן יהיה להטמיע את המעגלים הלוגיים הלא-בוליאניים המאוד מהירים הללו בתוך טרנזיסטורים המבוססים על גרפן כך שיוכלו לנצל את התופעה הייחודית הזו (NDR). התקנים אלו יתאימו במיוחד למטלות הדורשות עיבוד מידע מהיר, כגון זיהוי תמונות, הצפנת מידע וחיפוש יעיל בתוך מסדי-נתונים.

"קיומה של תופעת ה-NDR בטרנזיסטורים המבוססים על גרפן מספק לנו אופק חדש לפיתוח מעגלים לוגיים אנאלוגיים מיוחדים שיוכלו להביא פתרון לבעיות שונות באופן יעיל יותר מאשר מעבדים ספרתיים רגילים," מוסיף ואומר החוקר הראשי.
הידיעה על המחקר
המאמר המלא