Двухслойный транзистор служит переключателем в электрических схемах. Эту функцию он может выполнять при помощи заряда или разряда электрического двойного слоя на границе электролита и полупроводника. Поскольку транзистор способен имитировать электрический отклик нейронов мозга человека, то есть выступать как нейроморфный транзистор, он обладает большим потенциалом в области вычислительной техники.

Однако существующие двухслойные транзисторы слишком медленно переключаются из одного состояния в другое. Среднее время перехода составляет от нескольких сотен микросекунд до 10 миллисекунд. Поэтому ученые работают над созданием более быстрых устройств, пишет EurekAlert.

Команда специалистов из Национального института материаловедения и Научного университета Токио спроектировала двухслойный транзистор из тонкой пленки пористого циркония, стабилизированного иттрием, и алмазной пленки. Благодаря высокой степени точности в работе с импульсным лазером они сформировали двойной слой с алмазно-керамическим интерфейсом. Слой циркония способен абсорбировать в своих наноразмерных порах большое количество воды, позволяя ионам водорода проходить сквозь них. Таким образом двойной слой быстро заряжается и разряжается, что существенно повышает быстродействие транзистора.

Замеры показали, что транзистор работает в 8,5 раз быстрее, чем существующие аналоги, и может претендовать на новый мировой рекорд скорости для двухслойных транзисторов.

Также ученые подтвердили способность устройства с высокой точностью конвертировать входящие формы волны в другие формы — это свойство позволяет совмещать транзистор с нейроморфными устройствами искусственного интеллекта.

Новая технология, позволяющая интегрировать двухмерные материалы напрямую на кремниевые схемы, может привести к появлению более плотных и мощных микрочипов. Ее разработали инженеры MIT, вырастившие одноатомный слой дисульфида молибдена на плате КМОП в результате низкотемпературного процесса, не повреждающего подложку.