Журнал «Компьютерра» №39 от 25 октября 2005 года

Чтобы получить в полупроводнике проводимость нужного типа, электронную или дырочную, в него внедряют атомы подходящих примесей, которые являются донорами или акцепторами электронов. Все известные способы внесения примесей приводят к тому, что атомы распределяются в полупроводнике случайным образом, порождая пространственные неоднородности в электрических свойствах полупроводника и, соответственно, разброс параметров транзисторов и чипов в целом. По мере дальнейшего уменьшения размеров транзисторов разброс становится все более сильным, снижая выход годных чипов и ухудшая их качество.

Дабы проверить, что может дать регулярное расположение примесей, ученые использовали новую ионную пушку, которая способна «стрелять» отдельными ионами и точно в заданное место. С ее помощью они внедрили в кремниевый канал ионы фосфора в виде прямоугольной решетки с шагом сто нанометров и изготовили упрощенный аналог транзистора, применяемого в современных компьютерных чипах.

Результат превзошел все ожидания. Помимо того что свойства транзисторов почти перестали меняться от устройства к устройству, порог их переключения снизился вдвое: с —0,4 до —0,2 В. А это значит, что можно снизить напряжение питания и тепловыделение изготовленного на их основе чипа.

Пока трудно сказать, удастся ли реализовать предложенный метод в массовом производстве. Однако уже по первым экспериментам ясно, что игра стоит свеч. — Г.А.

Очки Нептуна

Любопытную теорию, обещающую сделать преобразование энергии морских волн в электричество дешевым и эффективным, разработали физики из Гонконгского университета науки и технологии. Они научились делать линзы для морских волн.

Резкое удорожание нефти стимулирует интерес к возобновляемым источникам энергии. Пока что колоссальные энергозапасы морей и океанов практически не освоены. Сказывается их удаленность от потребителей, непостоянство морских волн, но главное — рассредоточенность энергии колебаний воды по большой площади. Неоднократные попытки построить опытные волновые электростанции самых разных конструкций неизменно приводили к тому, что их электроэнергия оказывалась во много раз дороже обычной. Поэтому ее сейчас используют лишь в редких случаях — например, для подзарядки аккумуляторов морских буев и удаленных маяков. Но теперь, возможно, удалось найти оригинальный выход из тупика.

То, что волны можно сфокусировать, было известно и раньше, но только для так называемой «мелкой воды», глубина которой значительно меньше длины волны. Такие отмели встречаются не часто, волнение на них слабое, и интереса эти работы не вызвали. Но теперь ученым с помощью сложных аналитических методов и компьютерного моделирования удалось показать, что морские волны можно фокусировать при любой глубине.

Если в дно вкопать регулярную решетку из круглых столбов определенных размеров, то благодаря взаимодействию столбов с потоками воды будет казаться, что дно в этом месте стало глубже, а сила притяжения земли возросла. Это приводит к отклонению морских волн по правилам, которые очень похожи на обычные законы геометрической оптики. Другими словами, если сделать частокол в форме плоской линзы, то линза будет фокусировать волны, высота которых может возрасти в фокусе в несколько раз. В этом месте можно поставить компактную волновую электростанцию, которая фактически будет собирать энергию волн с гораздо большей площади. Не исключено, что такая конструкция вместе с последними моделями волновых электростанций сможет сделать их конкурентоспособными. Теория уже подтверждена на экспериментальной конструкции из 675 столбов, и теперь дело за инженерными разработками.

Влияние частокола столбов на морские волны сродни действию решетки стержней на звуковые колебания в воздухе. В обоих случаях можно добиться того, чтобы волны определенной длины пропускались, а другой длины — отражались обратно. «Столбовая оптика» может пригодиться и для защиты портов и пляжей от нежелательного волнения, направляя энергию разбушевавшегося моря на расположенную неподалеку электростанцию. — Г.А.

Ода паразиту

Признавая на словах сложность природы, мы сохраняем склонность к черно-белому мышлению, разделяя виды на полезные и вредные, хорошие и плохие, привлекательные и отталкивающие. Действительность, как всегда, оказывается сложнее. Вот лишь несколько последних новостей, относящихся к теме межвидовых отношений.