{"id":20695,"date":"2011-09-15T01:21:28","date_gmt":"2011-09-14T22:21:28","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=20695"},"modified":"2011-09-21T09:37:17","modified_gmt":"2011-09-21T06:37:17","slug":"ferroelektrikud-voivad-alandada-arvutite-voimsustarvet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=20695","title":{"rendered":"Ferroelektrikud v\u00f5ivad alandada arvutite v\u00f5imsustarvet"},"content":{"rendered":"<p><strong>Kalifornia Berkeley \u00dclikooli teadlased avastasid materjalide kombinatsiooni, mis alandab minimaalset kondensaatori laengu s\u00e4ilitamiseks vajalikku pinget. Teadussaavutus v\u00f5ib v\u00e4hendada elektroonikaseadmete energiatarvet ja soojuskadusid.<\/strong><\/p>\n<div id=\"attachment_20696\" style=\"width: 210px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/wp-content\/uploads\/2011\/09\/ferroelectri.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-20696\" class=\"size-full wp-image-20696\" src=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/wp-content\/uploads\/2011\/09\/ferroelectri.jpg\" alt=\"\" width=\"200\" height=\"249\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-20696\" class=\"wp-caption-text\">Berkeley teadlased n\u00e4itasid, et PZT-STO komposiidist m\u00f5\u00f5terakule rakendatud pinge juures tekkis materjalis oodatust suurem laeng. N\u00e4htust nimetatakse negatiivseks mahtuvuseks. <\/p><\/div>\n<p>Mida v\u00f5imsam on arvuti, seda rohkem soojust see kiirgab. Soojuskadude v\u00e4hendamiseks on vaja kiiret protsessorit. Protsessori alusosise transistori minimaalne t\u00f6\u00f6pinge on viimased 10 aastat p\u00fcsinud 1 V juures, mis piirab kiiremate protsessorite valmistamist. Tarbijad n\u00f5uavad aga \u00fcha kiiremaid arvuteid. T\u00f6\u00f6 \u00fche autori dotsent Asif Khani juhtimisel on Berkeley \u00dclikoolis viimased neli aastat\u00a0tegelenud transistoride efektiivsuse uurimisega.<\/p>\n<p>Uue avastuseni viis ferroelektrikute (loe <a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Ferroelectricity\">siit<\/a>) kasutamine. Ferroelektrikutel on omadus omada isetekkelist positiivsete ja negatiivsete elektrilaengute polariseeritust (eraldatust), mis p\u00fcsib v\u00e4lise pinge rakendamiseta ja on v\u00e4lise elektriv\u00e4lja abil muudetav.<\/p>\n<p>Berkeley insenerid demonstreerisid ferroelektrikust ja dielektrikust kondensaatorit, mille pingele vastavat laengut on v\u00f5imalik v\u00f5imendada. Sellist fenomeni nimetatakse negatiivseks mahtuvuseks. Avastus loob transistoride arengule uue kasvulava. Labori juhataja Sayeef Salahuddini s\u00f5nul on edaspidi v\u00f5imalik valmistada madala v\u00f5imsustarbega transistore ilma, et kompenseeruks t\u00f6\u00f6kiirus.<\/p>\n<p>Seade koosneb ferroelektriku plii tsirkoonium-titanaadi (PZT) ja dielektriku strontsium-titanaadi (STO) kaksikkihist. PZT-STO komposiidile ja STO-le rakendati eraldi katsetes pinge, mille tulemusena avastati, et komposiitmaterjalis tekkis sama pinge juures proportsionaalselt suurem laeng kui STO-s.<\/p>\n<p>Alates esimeste mikroportsessorite turustamisest 1970-ndatel on transistoride arv protsessoris iga aastaga kahekordistunud, mida illustreerib Moore-i nimelise seadusp\u00e4rasus. Transistoride suuruse v\u00e4henemist ei ole aga saatnud proportsionaalne pooljuhtl\u00fclituste energiatarbe v\u00e4henemine. Toatemperatuuril on vaja minimaalselt 60 mV (millivolti), et seadme binaarset olekut hoida. L\u00fclitamise hetkel on aga energiatarve suurem, mist\u00f5ttu on transistori t\u00f6\u00f6pinge miinimum keskmiselt 1 V. Teadlaste s\u00f5nul ei ole 2005. aastast alates protsessorite t\u00f6\u00f6kiirus t\u00f5usnud. Lisaks on \u00fcha v\u00e4iksematest seadmetest soojust raske \u00e4ra juhtida.<\/p>\n<p>Berkeleys valmistatud uus seade v\u00f5ib probleemile lahenduse tuua, aga paradoksaalselt avaldub PZT-STO kondensaatori v\u00f5imendav omadus alles 200 <sup>0<\/sup>C juures, mis on oluliselt k\u00f5rgem temperatuur kui k\u00e4ibelolevate protsessorite tavat\u00f6\u00f6oleku 85 <sup>0<\/sup>C.<\/p>\n<p>Edasine uurimist\u00f6\u00f6 seisneb kondensaatori t\u00f6\u00f6temperatuuri alandamises ja selle integreerimises transistorisse. Ferroelektrikute rakenduste alla kuuluvad muuhulgas RAM-m\u00e4lud ja superkondensaatorid.<\/p>\n<p>Allikas:<a href=\"http:\/\/www.physorg.com\/news\/2011-09-ferroelectrics-pave-ultra-low-power.html\"> PhysOrg<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Kalifornia Berkeley \u00dclikooli teadlased avastasid materjalide kombinatsiooni, mis alandab minimaalset kondensaatori laengu s\u00e4ilitamiseks vajalikku pinget. Teadussaavutus v\u00f5ib v\u00e4hendada elektroonikaseadmete energiatarvet ja soojuskadusid. Mida v\u00f5imsam on arvuti, seda rohkem soojust see kiirgab. Soojuskadude v\u00e4hendamiseks on vaja kiiret protsessorit. Protsessori alusosise transistori minimaalne t\u00f6\u00f6pinge on viimased 10 aastat p\u00fcsinud 1 V juures, mis piirab kiiremate protsessorite valmistamist. [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":20696,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110],"class_list":{"0":"post-20695","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20695","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=20695"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20695\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/20696"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=20695"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=20695"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=20695"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}