Bagaimana cara kerja chip komputer tanpa semikonduktor?

Saat ini kami secara otomatis mengaitkan komputer dan berbagai perangkat seluler dengan chip yang terbuat dari transistor semikonduktor. Memang selama bertahun-tahun transistor telah menjadi komponen elektronik di mana-mana.

Namun, ini tidak selalu terjadi. Di masa lalu, perangkat yang disebut tabung vakum, atau katup digunakan dalam perangkat elektronik.

Transistor vs tabung vakum / katup

Transistor adalah perangkat biner yang bertindak sebagai saklar, baik mencegah atau membiarkan arus mengalir. Transistor juga dapat digunakan untuk memperkuat sinyal. Mereka terbuat dari bahan semikonduktor.

Sebuah tabung vakum juga mampu mengendalikan aliran arus tetapi mencapai ini menggunakan mekanisme berbeda ke transistor. Mereka juga jauh lebih besar daripada transistor.

Pada dasarnya, setelah pengenalan transistor, industri elektronik berkembang dengan sangat cepat. Ini dimungkinkan karena penyusutan terus menerus mereka untuk desain dan kemajuan teknologi.

Untuk menekankan hal ini, perangkat elektronik modern secara harfiah mengandung miliaran transistor, dan mereka masuk ke dalam paket yang relatif kecil.

Karena jumlah transistor dalam perangkat telah meningkat selama bertahun-tahun, demikian juga kekuatan pemrosesan dan kemampuan perangkat ini.

Singkatnya, transistor dan elektronik berbasis semikonduktor lainnya mengagumkan. Anda harus mencatat, bahwa mereka bukan tanpa masalah. Karena sifat bahan semikonduktor, aliran elektron agak terbatas, yang dapat menghambat perangkat melakukan idealnya seperti yang diinginkan.

Teknologi baru yang menjanjikan

Dalam jawaban yang mungkin untuk masalah ini, tim peneliti teknik di University of California San Diego (UCSD) baru-baru ini menciptakan perangkat skala mikro yang serupa dengan tabung / katup yang dulu populer.

Catatan: Perangkat ini dapat menyebabkan semua jenis teknologi menarik seperti sel surya yang lebih baik dan bahkan dapat digunakan di luar industri elektronik di bidang-bidang seperti fotokimia dan fotokatalisis yang mungkin berguna bahkan dalam berbagai aplikasi lingkungan.

Dalam perangkat ini elektron dibebaskan ke ruang bebas, artinya tidak ada bahan di sana untuk membatasi alirannya. Ini bagus tetapi untuk melepaskan elektron-elektron ini, banyak energi yang biasanya dibutuhkan seperti halnya tabung / katup yang saat ini ada di pasaran.

Suhu tinggi / tegangan tinggi biasanya diperlukan untuk membebaskan elektron. Ini jelas tidak diperlukan dengan perangkat semikonduktor, dan kondisi seperti ini tidak cocok untuk perangkat yang mengandalkan mikroelektronika. Ini adalah salah satu dari banyak hal yang akan membantu munculnya teknologi semikonduktor.

Namun, tim di UCSD mengambil pendekatan baru untuk mengatasi masalah ini. Perangkat mereka dibuat dengan apa yang disebut metasurface yang terbuat dari emas, dipasang pada wafer silikon dengan lapisan silikon dioksida di antaranya.

Untuk melepaskan elektron, tim menggunakan pendekatan dua kali lipat; tegangan rendah sepanjang dan laser inframerah bertenaga rendah diterapkan ke perangkat. Hal ini menyebabkan pelepasan elektron yang pada dasarnya robek dari logam karena penciptaan medan listrik yang kuat setelah aktivasi dengan laser dan tegangan.

Kinerja dan Outlook

Dalam pengujian, setelah aktivasi, perangkat menampilkan peningkatan konduktivitas seribu persen. Perangkat ini memang belum sempurna, tetapi mereka hanya dimaksudkan sebagai bukti konsep.

Pimpinan tim, Profesor Dan Sievenpiper menyatakan bahwa jenis perangkat ini tidak mampu menggantikan seluruh jajaran perangkat semikonduktor, tetapi ia percaya bahwa mereka akan memiliki area yang menonjol seperti dalam aplikasi yang membutuhkan frekuensi tinggi atau daya tinggi.

Tim ini mengeksplorasi metode untuk meningkatkan perangkat mereka serta mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang cara mereka bekerja dan menjelajahi semua aplikasi yang mungkin.