Transistor seng oksida-telurium baru menggantikan 75% komponen semikonduktor
Para pembuat chip menghadapi tindakan penyeimbangan yang sulit. Konsumen menginginkan perangkat yang lebih pintar dengan fitur AI yang lebih cepat, namun mereka juga mengharapkan gadget tetap kecil, sejuk, dan hemat energi. Para insinyur kini mengemas lebih banyak daya komputasi ke dalam jam tangan, earbud, dan sensor ringkas dibandingkan seluruh komputer yang ditangani beberapa dekade lalu. Sebuah tim peneliti di Korea Selatan yakin telah menemukan cara untuk mengurangi tekanan tersebut. Para ilmuwan di POSTECH, atau Universitas Sains dan Teknologi Pohang, mengembangkan perangkat semikonduktor yang dapat melakukan beberapa operasi sirkuit secara mandiri. Desainnya dapat menyederhanakan chip masa depan sekaligus memberikan kecepatan pemrosesan yang lebih cepat untuk perangkat elektronik berbasis AI. Memikirkan kembali desain transistor Proyek ini berfokus pada pengurangan jumlah komponen yang dibutuhkan chip modern. Kebanyakan sistem semikonduktor membagi tugas komputasi ke banyak transistor dan sirkuit. Seiring dengan semakin canggihnya perangkat, kompleksitas tersebut terus meningkat. Profesor Byoung Hun Lee dan Dr. Jae Hyeon Jun memimpin tim peneliti di balik pendekatan baru ini. Daripada menambahkan lebih banyak komponen, para peneliti mendesain ulang transistor itu sendiri untuk menangani banyak fungsi secara bersamaan. Tim menggunakan seng oksida dan telurium untuk membuat perangkat tersebut. Kedua material tersebut dapat membentuk film semikonduktor tipis pada suhu yang relatif rendah. Fitur tersebut memberi produsen lebih banyak fleksibilitas ketika menumpuk sirkuit tambahan ke dalam chip yang sudah ada. Produksi semikonduktor modern membatasi paparan panas selama tahap produksi selanjutnya karena suhu yang berlebihan dapat merusak struktur yang telah dibangun sebelumnya. Oleh karena itu, bahan yang bekerja di bawah suhu sekitar 392 derajat Fahrenheit dapat menjadi berharga untuk kemasan chip generasi berikutnya. Pemutusan aliran arus normal Transistor juga berperilaku berbeda dari perangkat semikonduktor konvensional. Di sebagian besar chip, arus listrik terus meningkat seiring dengan meningkatnya tegangan. Perangkat POSTECH tidak mengikuti pola tersebut. Para peneliti merekayasa transistor untuk menciptakan transkonduktansi diferensial negatif, atau NDT. Dalam keadaan tersebut, arus turun sementara meskipun tegangan terus meningkat. Tim kemudian mencapai efek NDT ganda, di mana penurunan arus terjadi dua kali di dalam perangkat yang sama. Perilaku yang tidak biasa ini memberi transistor fleksibilitas pemrosesan sinyal yang lebih besar. Efeknya bergantung pada seberapa banyak lapisan seng oksida dan telurium tumpang tindih di dalam struktur. Tumpang tindih yang lebih kecil menghasilkan satu transisi saat ini. Tumpang tindih yang lebih besar menciptakan pergerakan arus ke samping dan vertikal pada saat yang bersamaan. Interaksi tersebut menghasilkan dua puncak arus dan memungkinkan transistor menangani fungsi rangkaian yang lebih canggih sendirian. Chip lebih kecil, kecepatan lebih tinggi Untuk mendemonstrasikan desain tersebut, para peneliti membangun quadrupler frekuensi. Rangkaian ini mengubah satu sinyal masuk menjadi empat sinyal keluaran. Tata letak semikonduktor tradisional biasanya memerlukan beberapa transistor untuk melakukan operasi tersebut. Desain POSTECH menyelesaikan tugas tersebut dengan menggunakan satu transistor. Para peneliti mengatakan pendekatan ini mengurangi kebutuhan transistor sebesar 75%. Pengujian sirkuit juga menunjukkan kecepatan pemrosesan data meningkat empat kali lipat selama satu siklus sinyal. Para peneliti percaya bahwa teknologi ini dapat membantu menggerakkan perangkat keras AI yang ringkas, perangkat elektronik yang dapat dipakai, dan sistem chip tiga dimensi yang padat. “Studi ini menunjukkan kemungkinan penerapan fungsi sirkuit yang kompleks pada tingkat satu perangkat,” kata Lee. Kementerian Ilmu Pengetahuan dan TIK Korea Selatan dan Yayasan Penelitian Nasional Korea mendanai penelitian ini. Studi ini dipublikasikan di jurnal Advanced Functional Materials.
Diterbitkan : 2026-06-05 23:53:00
sumber : interestingengineering.com
