Transistoren haben eine Größe von 1 Nanometer. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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1-Nanometer-Transistoren

28.11.2014

Forschern der Universität Glasgow im Vereinigten Königreich und der Universität Rovira und Virgilli in Spanien ist es gelungen, einzelne Moleküle in Transistoren umzuwandeln, um Informationen zu speichern.

Heutzutage wird Flash-Speicher in fast jedem mobilen Gerät verwendet. Die Hersteller sind bestrebt, die steigenden Anforderungen der Benutzer an ihr Volumen zu erfüllen. Aber bald werden sie mit einer Begrenzung der Größe von Transistoren konfrontiert sein, die nicht kleiner als 10 nm sein darf.

Die Essenz der neuen Methode besteht darin, eine Zelle aus Wolframoxid-Molekülen mit einer Seitenlänge von etwa 1 nm herzustellen. Innerhalb dieser Struktur befinden sich zwei Moleküle Selentrioxid, die im Normalzustand zusätzliche Elektronen tragen und somit negativ geladen sind. Durch Anlegen einer Spannung mit unterschiedlicher Polarität konnten die Forscher die Ladung der Struktur, also ihren binären Zustand, verändern.

Der gegebene Zustand der Struktur unter Laborbedingungen wurde für mindestens 336 Stunden (also 14 Tage) aufrechterhalten, was es den Forschern ermöglichte, von der neuen Erinnerung als nicht flüchtig zu sprechen.

„Die Verwendung einzelner Moleküle wird es uns ermöglichen, den Prozess weiter zu verkleinern und theoretisch sogar das Mooresche Gesetz zu überwinden, indem wir lernen, mehrere Datenbits in einem einzigen Molekül zu speichern“, sagte Projektleiter Lee Cronin, Professor an der Universität Glasgow. sagte Wired.

Moores Gesetz wurde von Intel-Mitbegründer Gordon Moore geprägt. Sie besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Chip etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Vor kurzem haben Wissenschaftler jedoch begonnen zu sagen, dass dieses Gesetz aufhört zu funktionieren, wenn die Grenzgröße von Transistoren erreicht ist. Verschiedene Forschungsgruppen auf der ganzen Welt suchen nach Wegen, um das Gesetz weiterzuentwickeln.

Unterdessen bleiben einige Aufgaben vor den Schöpfern des molekularen Gedächtnisses noch ungelöst. Dies betrifft insbesondere die Geschwindigkeit dieses Speichertyps. Beispielsweise dauert es etwa 0,1 s, um den Strukturzustand zu bilden, und 0,01 s, um den Strukturzustand zu lesen. Beide Indikatoren sind zu hoch, um von einer effektiven kommerziellen Anwendung zu sprechen.

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

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Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

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Zuverlässige Atombatterie 19.01.2014

Dmitry Prokopiev, Postgraduierter Student der Polytechnischen Universität Tomsk (TPU), hat eine Atombatterie entwickelt, die etwa 12 Jahre lang stabil und ohne Aufladen arbeiten und in der Medizin, in der Militärausrüstung und im Weltraum eingesetzt werden kann.

„Ein 3D-Galliumarsenid-Detektor befindet sich in einem mit Tritium gefüllten versiegelten Gehäuse, das die Energie der von Tritium emittierten Beta-Partikel in elektrischen Strom umwandelt. Im Detektor wird eine große Anzahl von Vertiefungen erzeugt. Die Gesamtfläche der Vertiefungen beträgt Hunderte mal größer als die Fläche des Detektors, und deshalb kann eine Atombatterie effektiv sein", sagte Prokopjew gegenüber Reportern.

Der Doktorand stellte fest, dass Nuklearbatterien dieses Typs bekannt sind, bei denen ein Siliziumdetektor verwendet wird. „Aber der Silizium-Detektor degradiert (verliert seine Eigenschaften unter dem Einfluss von Strahlung) während seiner Verwendung (Silizium ist kein strahlungsbeständiges Material)“, erklärt die junge Wissenschaftlerin.

Prokopiev fügte hinzu, dass die Leistung seiner Batterie viel geringer sei als bei herkömmlichen Batterien, sie aber 12 Jahre lang ohne Aufladen funktionieren könne – dies sei die Halbwertszeit von Tritium. Während dieser Zeit behält eine Batterie mit Galliumarsenid-Detektor ihre Parameter, während sich die Parameter einer Batterie mit Silizium-Detektoren bereits drei Jahre nach Beginn der Arbeiten zu verschlechtern beginnen, erklärte der Autor der Entwicklung.

Prototypen von Detektoren, die die Grundlage dieser Batterie bilden, wurden am nach Budker benannten Institut für Kernphysik in Nowosibirsk und am Sibirischen Institut für Physik und Technologie der Staatlichen Universität Tomsk erfolgreich getestet.

Prokopiev bemerkte, dass eine solche Batterie in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden kann, die einen geringen Strom verbrauchen, aber gezwungen sind, ein Jahrzehnt lang ohne Austausch von Stromquellen zu arbeiten, beispielsweise in Herzschrittmachern.

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