Transistor Fungsional yang Dapat Memproses dan Menyimpan Informasi | Koran Jakarta
Koran Jakarta | February 19 2020
No Comments
RAM Feroelektrik

Transistor Fungsional yang Dapat Memproses dan Menyimpan Informasi

Transistor Fungsional yang Dapat Memproses dan Menyimpan Informasi

Foto : ISTIMEWA
A   A   A   Pengaturan Font
Para peneliti memecahkan tantangan berusia puluhan tahun dalam membangun transistor fungsional yang terintegrasi dengan RAM feroelektrik.

 

Para peneliti telah mencip­takan cara yang lebih layak untuk menggabungkan transistor dan memori pada sebuah chip, yang berpotensi mem­bawa komputasi lebih cepat.

Sebuah chip komputer mem­proses dan menyimpan informasi menggunakan dua perangkat yang berbeda. Jika para insinyur dapat menggabungkan perangkat-perang­kat ini menjadi satu atau menempat­kannya di samping satu sama lain, maka akan ada lebih banyak ruang pada sebuah chip, membuatnya le­bih cepat dan lebih kuat.

Insinyur Purdue University, Indi­ana, AS, telah mengembangkan cara jutaan switch kecil yang digunakan untuk memproses informasi - yang disebut transistor - juga dapat me­nyimpan informasi itu sebagai satu perangkat.

Metode yang dirinci dalam maka­lah yang diterbitkan di Nature Elec­tronics, menyelesaikan ini dengan menyelesaikan masalah lain yakni menggabungkan transistor dengan teknologi memori berkinerja lebih tinggi daripada yang digunakan di kebanyakan komputer, yang disebut RAM feroelektrik.

Para peneliti telah mencoba selama beberapa dekade untuk mengintegrasikan keduanya, tetapi masalah terjadi pada antarmuka an­tara bahan feroelektrik dan silikon, bahan semikonduktor yang mem­bentuk transistor. Sebaliknya, RAM feroelektrik beroperasi sebagai unit on-chip yang terpisah, membatasi potensinya untuk membuat kom­putasi jauh lebih efisien.

FOTO : ISTIMEWA

Sebuah tim yang dipimpin oleh Peide Ye, Richard J, dan Mary Jo Schwartz, Profesor Teknik Elektro dan Komputer di Purdue, menemu­kan cara untuk mengatasi hubungan ‘musuh bebuyutan’ antara silikon dan bahan feroelektrik.

“Kami menggunakan semi­konduktor yang memiliki sifat fer­oelektrik. Dengan cara ini dua bahan menjadi satu bahan, dan Anda tidak perlu khawatir tentang masalah antarmuka,” kata Ye.

Hasilnya adalah transistor efek medan semikonduktor feroelektrik, dibangun dengan cara yang sama dengan transistor yang saat ini digu­nakan pada chip komputer.

Bahannya, alpha indium sele­nide, tidak hanya memiliki sifat feroelektrik, tetapi juga membahas masalah bahan feroelektrik konven­sional yang biasanya bertindak seba­gai insulator daripada semikonduk­tor karena apa yang disebut “celah pita” lebar, yang berarti bahwa listrik tidak dapat melewati melalui dan tidak ada komputasi yang terjadi.

Alpha indium selenide memiliki celah pita yang jauh lebih kecil, se­hingga memungkinkan material ter­sebut menjadi semikonduktor tanpa kehilangan sifat feroelektrik.

Mengwei Si, peneliti di Purdue dalam teknik listrik dan komputer, membangun dan menguji transis­tor, menemukan bahwa kinerjanya sebanding dengan transistor efek medan feroelektrik yang ada, dan dapat melampaui mereka dengan le­bih banyak optimasi. Sumeet Gupta, profesor teknik elektro dan kompu­ter Purdue, dan Atanu Saha mem­berikan dukungan pemodelan.

Tim Si dan Ye juga bekerja sama dengan para peneliti di Institut Teknologi Georgia untuk mem­bangun alpha indium selenide menjadi sebuah ruang pada sebuah chip, yang disebut persimpangan tunneling feroelektrik, yang dapat digunakan para insinyur untuk meningkatkan kemampuan chip. Tim ini mempresentasikan karya ini pada 9 Desember pada Pertemuan Perangkat Elektron Internasional IEEE 2019.

Di masa lalu, para peneliti tidak mampu membangun persimpang­an tunneling ferroelektrik kinerja tinggi karena celah pita yang lebar membuat bahan terlalu tebal untuk dilewati oleh arus listrik. Karena alpha indium selenide memiliki celah pita yang jauh lebih kecil, ma­terialnya bisa setebal 10 nanometer, memungkinkan lebih banyak arus mengalir melaluinya.

“Semakin banyak arus memung­kinkan area perangkat turun ke beberapa nanometer, membuat chip lebih padat dan hemat energi,” kata Ye. Bahan yang lebih tipis - bahkan hingga setebal lapisan atom - juga berarti bahwa elektroda di kedua sisi persimpangan tunneling bisa jauh lebih kecil, yang akan berguna untuk membangun sirkuit yang meniru jaringan di otak manusia.

Penelitian ini dilakukan di Pusat Nanoteknologi Birck Purdue Discov­ery Park dan didukung oleh National Science Foundation, Kantor Riset Ilmiah Angkatan Udara, Perusahaan Riset Semikonduktor, Badan Proyek Penelitian Pertahanan Tingkat Lan­jut, dan Kantor Penelitian Angkatan Laut AS. pur/R-1

FOTO : ISTIMEWA

Klik untuk print artikel
No comments for this article. Be the first to comment to this article.

Submit a Comment