Компания Эспецсистемс с радостью сообщает о запуске первого в мире крио-КМОП-транзистора, который способен эффективно функционировать в криогенных условиях. Эти инновационные устройства играют ключевую роль в решении важнейшей задачи масштабирования современных квантовых компьютеров до уровня отказоустойчивости и раскрытия полного потенциала квантовых технологий.

Традиционные электронные компоненты часто сталкиваются с проблемами при работе в условиях сверхнизких температур, что создает серьезные препятствия для достижения отказоустойчивости. Новый крио-КМОП-транзистор позволяет снизить тепловыделение в 1000 раз, что дает возможность размещать управляющую электронику и считывающую информацию непосредственно внутри криостата, рядом с процессорами. Это значительно упрощает управление и считывание данных с квантовых процессоров, что является важной задачей в условиях их масштабирования.

«Мы понимаем, что транзистор, способный работать при сверхнизких температурах, будет иметь огромную ценность для пользователей в области передовых вычислений и везде, где требуется работа в криогенных условиях», — отметил генеральный директор компании. «Наша компания активно следит за развитием технологий, и мы рады анонсировать это уникальное решение. Новый крио-КМОП-транзистор предоставит пользователям значительные преимущества как в капитальных, так и в операционных затратах, а также расширит функциональные возможности их оборудования. Это может ускорить развитие квантовых технологий и открыть новую эру криогенной электроники».

Разработанный для оптимальной работы при температуре 1 Кельвин и ниже, новый крио-КМОП-транзистор демонстрирует впечатляющие характеристики: потребление энергии составляет всего 0,1% от традиционных транзисторов, а уровень тепловыделения в 1000 раз ниже. Это делает его привлекательным для тех, кто стремится сократить расходы на вычислительные операции и охлаждение.

Кроме квантовых вычислений, эти устройства могут значительно повысить энергоэффективность в высокопроизводительных вычислениях (HPC) и космических приложениях, обеспечивая значительную экономию средств в этих отраслях.

Затраты на охлаждение, необходимые для криогенных КМОП-транзисторов, могут быть более чем полностью компенсированы за счет их высокой энергоэффективности. Таким образом, крио-КМОП-транзистор меняет правила игры, снижая эксплуатационные затраты как для традиционных высокопроизводительных, так и для квантовых вычислений, а также уменьшая выбросы. Ожидается, что глобальные затраты на охлаждение центров обработки данных вырастут с 16 миллиардов долларов в этом году до более чем 42 миллиардов долларов

Ученые из Школы материаловедения и инженерии NTU под руководством доцента Нрипана Мэтьюза разработали новые полупроводниковые материалы, известные как двумерные галогенидные перовскиты, которые могут быть использованы в таких устройствах, как солнечные батареи и светодиоды. В ходе исследования были синтезированы четыре уникальных типа двумерных галогенидных перовскитов с использованием инновационного подхода, включающего диметилкарбонат — нетоксичный растворитель — в кристаллы перовскита на основе метиламмония.

Анализ новых кристаллических структур показал, что ширину запрещённой зоны в этих материалах можно регулировать, изменяя соотношение метиламмония и диметилкарбоната. Ширина запрещённой зоны, определяющая цвет материала, представляет собой энергию, необходимую для освобождения электрона от связанного состояния, превращая его в проводник.

Способность регулировать ширину запрещённой зоны открывает новые горизонты для применения перовскитов в различных областях.

Кроме того, новые двумерные галогенидные перовскиты демонстрируют динамическое «переключаемое» поведение. Исследователи обнаружили, что один из перовскитов может переключаться между двумя цветовыми состояниями, меняя цвет с оранжевого на красный при нагревании до 80 градусов Цельсия и возвращаясь к исходному цвету при охлаждении до комнатной температуры.

Ученые продемонстрировали, что этот процесс изменения цвета можно повторять в течение 25 циклов. Это явление термохромного переключения открывает возможности для применения в таких областях, как интеллектуальные покрытия и термочувствительные чернила, которые меняют цвет в зависимости от температуры.

Исследователи надеются, что их инновация станет основой для технологического применения двумерных галогенидных перовскитов в оптоэлектронике и других сферах.

Недавние исследования в области сверхпроводимости привели к значительному открытию, которое может изменить наше понимание этого явления. Ученые обнаружили, что протекание электрического тока без сопротивления может быть связано с электронной нематичностью — фазовым состоянием, при котором частицы теряют свою вращательную симметрию. Важно отметить, что химические соединения могут способствовать возникновению нематической фазы, что особенно актуально при комнатной температуре, когда электроны в атомах не различают горизонтальные и вертикальные направления своего движения.

При снижении температуры электроны могут переходить в нематическую фазу, где одно направление становится более предпочтительным. Это приводит к явлению, известному как нематические флуктуации, когда электроны колеблются, меняя предпочтения между направлениями.

Долгие годы физики искали доказательства существования сверхпроводимости, связанной с нематическими флуктуациями. Наконец, команда ученых под руководством Эдуардо да Силва Нето смогла экспериментально подтвердить наличие этой фазы в смеси селенидов железа и серы. «Эти материалы идеально подходят для нашего исследования, так как они демонстрируют нематический порядок и сверхпроводимость без магнетизма, что облегчает их изучение», — отметил да Силва.

Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Physics. В ходе эксперимента образцы охлаждали до температуры ниже 500 милликельвин, что практически останавливает все атомные движения. Для анализа использовался сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), позволяющий визуализировать квантовые состояния электронов. Ученые сосредоточились на образцах с выраженными нематическими флуктуациями, стремясь обнаружить «энергетическую щель», указывающую на наличие сверхпроводимости. В результате эксперимента был подтвержден разрыв, соответствующий теоретическим ожиданиям.

«Доказать существование разрыва было сложно, так как для этого требуются сложные измерения при очень низких температурах. Следующий шаг — более детальное изучение этого процесса. Как изменится сверхпроводимость при увеличении содержания серы? Исчезнет ли она? Вернутся ли спиновые флуктуации?», — поделился планами да Силва.

В будущем ученые смогут сосредоточиться не на магнитных параметрах, как это было ранее, а на управлении нематическими флуктуациями. Это может привести к созданию сверхпроводников, способных функционировать при более высоких температурах.

Ключевые изменения на рынке электронных компонентов

30 октября 2024 года произошли значительные изменения на рынке поставок электронных компонентов. Ряд крупных российских компаний, включая известных поставщиков ВЧ-компонентов и производителей электроники, попали под новые ограничения.

Как это повлияет на поставки электронных компонентов?

Текущая ситуация
Эксперты компании Элспецсистемс отмечают, что российский рынок уже адаптировался к работе в новых условиях. "За последние годы мы существенно расширили сеть поставщиков из дружественных стран и наладили собственное производство", – комментирует ситуацию технический директор компании.

Новые возможности
- Развитие локального производства электронных компонентов
- Расширение поставок через альтернативные каналы
- Оптимизация логистических маршрутов

Компоненты, доступные для закупки:
- Резисторы всех типов
- Аккумуляторы различных емкостей
- ВЧ-компоненты отечественного производства
- Базовые электронные компоненты

Интересный факт: По данным аналитиков, объем внутреннего производства электронных компонентов в России вырос на 156% за последний год.

Как адаптируется рынок?

Новые решения от Элспецсистемс:
- Расширенный каталог электронных компонентов оптом
- Прямые поставки аккумуляторов от производителей
- Оптимизированная система закупки ВЧ-компонентов
- Гарантированные поставки резисторов

Перспективы развития

"Рынок электронных компонентов продолжит расти. Мы видим увеличение спроса на локальные решения и компоненты от производителей из дружественных стран", – отмечает аналитический отдел Элспецсистемс.

Практические рекомендации
- Диверсификация поставщиков
- Создание складских запасов
- Переход на отечественные аналоги
- Оптимизация производственных процессов

Несмотря на новые вызовы, российский рынок электронных компонентов демонстрирует устойчивость и способность к адаптации. Элспецсистемс продолжает обеспечивать стабильные поставки всех необходимых компонентов для российской промышленности.