维也纳科技大学科学家开发智能晶体管
通常，计算机芯片由始终执行相同操作的电子元件组成。然而，在未来，更多的灵活性将成为可能：新型自适应智能晶体管可以在运行时动态切换，以执行不同的逻辑任务。这从根本上改变了芯片设计的可能性，并在人工智能、神经网络甚至逻辑领域开辟了全新的机会.
为了实现这一目标，TU Wien（维也纳）的科学家们没有依靠通常的硅技术，而是依靠锗。这是成功的：世界上最灵活的晶体管现已使用锗生产。研究成果已发表在“ ACS Nano ”杂志上。锗的特殊性质和专用程序栅电极的使用使得为可能开启芯片技术新时代的新组件创建原型成为可能。
一个额外的控制电极改变了一切
晶体管是每个现代电子设备的基础：它是一个微小的组件，可以允许电流流动或阻止电流流动 – 取决于是否向控制电极施加电压。这使得构建简单的逻辑电路和内存存储成为可能。
电荷在晶体管中的传输方式取决于所使用的材料：要么有携带负电荷的自由移动电子，要么单个原子中可能缺少一个电子，因此该点带正电。这被称为“孔”——它们也可以穿过材料。
在 TU Wien 的新型晶体管中，电子和空穴以一种非常特殊的方式同时被操纵：新研究中用一根由锗制成的极细线，通过极其干净的高质量接口连接两个电极。在锗段上方，研究人员放置与传统晶体管中发现的栅电极类似。决定性的是晶体管具有另一个控制电极，它位于锗和金属之间的界面上。它可以动态地对晶体管的功能进行编程。
这种器件架构使得分别控制电子和空穴成为可能。
这是因为锗具有非常特殊的电子结构：当你施加电压时，正如你所期望的那样，电流最初会增加。然而，在达到某个阈值之后，电流会再次减小——这被称为负微分电阻。随着在控制电极的帮助下可以调节这个阈值所在的电压。这产生了新的自由度，研究人员可以用它来准确地赋予晶体管目前需要的特性。
未来，这种智能可以转移到新晶体管本身的适应性上，由于适应性的提高，以前需要 160个晶体管的算术运算现在可以用24个晶体管进行。通过这种方式，电路的速度和能效也可以显着提高。
目前一些细节仍然需要优化，但研究人员已经证明了第一个可编程锗晶体管的基本思想确实有效。这是一个决定性的突破。
人工智能
这些新的可能性对于人工智能领域的应用来说特别有趣：人类智能基于神经细胞之间动态变化的电路。有了新的自适应晶体管，现在可以有针对性地直接改变芯片上的电路。多值逻辑也可以通过这种方式实现——即，电路不仅可以处理 0 和 1，还可以处理更多的可能状态。
这种新技术的快速工业应用是现实的：所使用的材料已经在今天的半导体工业中使用，不需要全新的制造工艺。在某些方面，这项技术甚至比以前更简单：今天，半导体材料是掺杂的，即富含单个外来原子。对于基于锗的晶体管，这不是必需的；可以使用纯锗。 获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
新技术更有可能在未来作为附加组件被纳入计算机芯片。对于某些应用，依赖自适应晶体管只会更节能和方便。
除了通常的控制门（红色）之外，还有一个程序门（蓝色）。
