Создан первый в мире процессор из углерода

Ученые из Стэнфордского университета (США) создали первый простейший процессор, роль транзисторов в котором играют углеродные нанопроволоки. Углеродные нанотрубки (УНТ) считаются потенциальным заменителем кремниевых транзисторов, так как они могут позволить продолжить уменьшать размеры электронных деталей, значительно снизить их энергопотребление и объем выделяемого тепла, рассказал профессор Калифорнийского университета в Беркли Ян Рэби.

Однако до настоящего времени оставалось неясным, смогут ли нанотрубки оправдать возложенные на них ожидания. Впервые создать транзистор из УНТ было предложено около 15 лет назад, с тех пор ученым так и не удавалось построить из них сложные электронные цепи. Первая проблема заключалась в получении прямых углеродных нанотрубок, без наличия кривизны любой степени. В итоге ученые научились выращивать прямыми до 99,5% нанотрубок. Чтобы исключить возможность появления ошибок в результате наличия кривизны у оставшихся 0,5% трубок, был разработан специальный программный алгоритм, который обеспечивает исправную работу цепи вне зависимости от наличия этого дефекта.

Вторая проблема заключалась в том, что не все нанотрубки работают как транзисторы — часть из них действует как обычный металлический проводник тока. Чтобы избавиться от таких нанотрубок, исследователи нашли следующее решение. Сначала они выключили в цепи все нанотрубки, работающие как транзисторы. Затем подали на цепь напряжение, которое нагрело нанотрубки-проводники до такой степени, что те испарились. Это позволило очистить цепь практически от всех нанотрубок-проводников.

Используя совокупность данных методов, исследователи смогли создать процессор со 178 транзисторами, вычислительная мощность которого оказалась примерно сопоставима с мощностью микропроцессора Intel 4004, выпущенного в 1971 году. Он смог выполнять такие задачи, как подсчет и сортировка чисел.

По мнению профессора Иллинойского университета Нареша Шанбхага, пройдут годы перед тем, как компании научатся выпускать процессоры из нанотрубок в промышленном масштабе. Главное сейчас — то, что ученые из Стэнфордского университета доказали состоятельность идеи использования УНТ вместо транзисторов, открыв новые области для дальнейших исследований.