Första transistorn utvecklad med nanoteknik
Transistorer är en oumbärlig byggsten i elektriska apparater där de förstärker svaga elektriska strömmar. Nu har forskare utvecklat en ny typ av transistor som är 50 gånger energieffektivare än dagens modeller. Den är även den första som utvecklad med nanoteknik. I det senaste numret av ”Electron Device Letters” beskrivs den nya transistorn.
– En sådan här transistor skulle kunna sänka energiförbrukningen i t ex mobiltelefoner och datorer och göra att de inte behöver laddas lika ofta. Dessutom kan den öppna upp möjligheten för att kommunicera inom frekvenser som med dagens teknik är för höga för att kunna användas, berättar Lars-Erik Wernersson, professor i fasta tillståndets fysik vid Lunds Tekniska Högskola.
Forskare har en tid brottats med att transistorerna inte längre går att göra mindre eftersom de då lätt blir överhettade, eftersom elektronerna frigör så mycket energi.
– Men vår modell är uppbyggd av indiumarsenid där elektronerna rör sig lättare jämfört med kisel, som är det konventionella halvledarmaterialet i transistorer. Egentligen är indiumarsenid i transistorer svårt att tillverka men med nanoteknik går det ganska enkelt, förklarar Lars-Erik Wernersson.
Transistorn är alltså uppbyggd med nanoteknik. Det innebär enligt Lars-Erik Wernersson att materialet är självorganiserat enligt en bottom up-princip istället för att ”karvas fram”, som är den gängse metoden.
På sikt hoppas Lars-Erik Wernersson och hans kollegor också att utveckla transistorer som kan kommunicera inom helt nya frekvensområden. Dagens elektriska apparater använder 3-10 gigahertz. Förhoppningen är att komma upp i 60 GHz, vilket är ett betydligt högre frekvensomfång.
– Med 60 GHz kan man bara kommunicera på korta avstånd och t ex inte genom väggar. Men det här nya frekvensområdet kan effektivisera den trådlösa kommunikation i hemmet, t ex när man ska ladda ner en film eller för att kommunicera mellan TV och projektor. För det vet vi, att olika elektriska apparater i framtiden kommer att integreras allt mer, tillägger han.
Det finns andra forskare i världen som sysslar med liknande forskning, t ex IBM i USA, men faktum är att de svenska forskarna har kommit längst inom detta område.
Nyligen fick Lars-Erik Wernersson besked om anslag på 24,5 m sek från Stiftelsen för strategisk forskning för att utveckla nya trådlösa kretsar med nanoteknologi. Den nyutvecklade transistorteknologin ligger till grund för de nya kretsarna. Transistorn har delvis utvecklats i samarbete med start up-företaget QuNano.
Artikeln ”Vertical Enhancement-Mode InAs Nanowire Field-Effect Transistor With 50-nm Wrap Gate” finns publicerad i IEEE Electron Device Letters, volume 29, Issue 3, 2008, sid 206 – 208.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta Lars-Erik Wernersson, professor i Fasta tillståndets fysik, 046-222 76 78 (kopplas till mobilen) Lars-Erik.Wernersson@ftf.lth.se Som journalist har du möjlighet och ”se” den nya transistorn som finns i LTH:s nano-labb. Kontakta i så fall Lars-Erik Wernersson.
