Вакуумные транзисторы вобрали в себя лучшее от полупроводников и вакуумных ламп

На рубеже 60-70-х годов вакуумные электронные лампы были полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Однако их «похороны» оказались преждевременными. Сегодня уже смело можно говорить о создании нановакуумных канальных транзисторов — NVCT, вобравших в себя все лучшее от предшественников.

По сравнению с обычными транзисторами NVCT работают гораздо быстрее. Они более устойчивы к высоким температурам и радиации, что делает их незаменимыми для использования в технике будущих космических миссий и в ТГц-электронике. Они также смогут внести «поправки» в известный Закон Мура, согласно которому число транзисторов в компьютерном чипе не может быть беспредельным.

Как известно, вакуумные лампы были достаточно громоздкими и потребляли огромное количество энергии. NVCT-транзисторы в этом смысле «неприхотливы» и могут занимать всего несколько нанометров, поэтому разглядеть их можно лишь с помощью электронного сканирующего микроскопа.

Похоже, решена проблема энергопотребления. Ученые из Исследовательского центра NASA Джин Ву Хан, Дон Мун и М. Мейаппан разработали NVCT-транзистор на основе кремния с улучшенной конструкций затвора, что снижает управляющее напряжение от нескольких десятков вольт до пяти.

На самом деле пространство внутри NVCT – не совсем вакуум. Оно заполнено инертным газом, (к примеру, гелием при атмосферном давлении), в котором движутся электроны. Поскольку расстояние между ними не превышает 50 нм, вероятность их столкновения с молекулами газа ничтожно мала, что позволяет электронам двигаться практически беспрепятственно, как в реальном вакууме.

В будущем ученые планируют повысить производительность NCVT-транзисторов, улучшить их надежность и продлить срок службы.