جهاز كوري جنوبي يخفض المكونات المطلوبة بنسبة 75%، ويعزز سرعة معالجة البيانات بمقدار 4x
طور الباحثون تقنية الترانزستور التي تمكن جهازًا واحدًا من أشباه الموصلات من أداء وظائف دوائر متعددة في وقت واحد. يعمل النهج الجديد، الذي طورته جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا، على تبسيط تصميم الدوائر بشكل كبير وزيادة سرعة معالجة البيانات بمقدار أربعة أضعاف مقارنة بالطرق التقليدية. مع زيادة عدد الوظائف، يزداد أيضًا عدد الدوائر والترانزستورات المطلوبة. تنفيذ وظائف الدوائر المعقدة كشف الباحثون أيضًا أن أحد التحديات الرئيسية في صناعة أشباه الموصلات هو دمج المزيد من الوظائف في رقائق أصغر. مع زيادة عدد الوظائف، يزداد أيضًا عدد الدوائر والترانزستورات المطلوبة. ومع ذلك، عند إضافة وظائف جديدة إلى رقائق أشباه الموصلات المصنعة مسبقًا، يجب إجراء المعالجة في درجات حرارة أقل من 400 درجة مئوية لحماية هيكل الشريحة الحالي. وقال البروفيسور بيونج هون لي: “توضح هذه الدراسة إمكانية تنفيذ وظائف الدوائر المعقدة على مستوى جهاز واحد”. “نتوقع أن تكون هذه التكنولوجيا قابلة للتطبيق على نطاق واسع لتطوير أجهزة الذكاء الاصطناعي فائقة الصغر وأنظمة أشباه الموصلات المتكاملة ثلاثية الأبعاد وعالية الكثافة.” ركز فريق البحث على أكسيد الزنك (ZnO) والتيلوريوم (Te). يمكن تصنيع كلتا المادتين كأغشية رقيقة وموحدة عند درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية، مما يجعلها مرشحة واعدة لمواد أشباه الموصلات من الجيل التالي. من خلال الجمع بين الاثنين، قام الفريق بإنشاء ترانزستور ZnO-Te غير المتجانس، وفقًا لبيان صحفي. نجح الفريق في تحقيق الموصلية التفاضلية السلبية المزدوجة. ويتحكم الجهاز في تدفق التيار بطريقة مميزة للغاية. على عكس أشباه الموصلات التقليدية، التي يزداد فيها التيار بشكل عام مع ارتفاع الجهد، يُظهر هذا الجهاز موصلية تفاضلية سلبية (NDT)، حيث يتناقص التيار على نطاق جهد معين. نجح الفريق في تحقيق الناقلية التفاضلية السلبية المزدوجة (D-NDT)، حيث تحدث هذه الظاهرة مرتين متتاليتين داخل جهاز واحد. بعبارات بسيطة، تتيح هذه التقنية لجهاز واحد التعامل مع المهام التي عادة ما يتم تقسيمها بين أجهزة متعددة، وبالتالي تقليل تعقيد الدائرة، وفقًا للإصدار. يتم تقديم جهاز ZnO-Te متعدد الوظائف الذي يعرض خصائص الموصلية التفاضلية السلبية المزدوجة (D-NDT)، وفقًا للدراسة المنشورة في Advanced Functional Materials. تشير النتائج إلى أن جهاز ZnO–Te D-NDT يوفر مسارًا واعدًا لإنشاء دوائر متكاملة فعالة من حيث المساحة ومتعددة الوظائف للإلكترونيات المستقبلية. وباستخدام هذا الجهاز، قام الفريق بتنفيذ مضاعف تردد رباعي يحول إشارة دخل واحدة إلى أربع إشارات خرج. تتطلب هذه الوظيفة عادةً ترانزستورات متعددة، لكن التكنولوجيا الجديدة تحقق ذلك بجهاز واحد، مما يقلل عدد الترانزستورات المطلوبة بنسبة 75%. وفي تجارب الدوائر الفعلية، أكد الباحثون أيضًا أن سرعة معالجة البيانات زادت أربعة أضعاف خلال دورة إشارة إدخال واحدة. ويتحكم الجهاز في تدفق التيار بطريقة مميزة للغاية. على عكس أشباه الموصلات التقليدية، التي يزداد فيها التيار بشكل عام مع ارتفاع الجهد، يُظهر هذا الجهاز موصلية تفاضلية سلبية (NDT)، حيث يتناقص التيار على نطاق جهد معين. نجح الفريق في تحقيق الناقلية التفاضلية السلبية المزدوجة (D-NDT)، حيث تحدث هذه الظاهرة مرتين متتاليتين داخل جهاز واحد. بعبارات بسيطة، تتيح هذه التقنية لجهاز واحد التعامل مع المهام التي عادة ما يتم تقسيمها بين أجهزة متعددة، وبالتالي تقليل تعقيد الدوائر.
تم النشر: 2026-06-08 08:04:00
