Лиор Корнблюм
Лиор Корнблюм (англ. Lior Kornblum) — израильский учёный, доктор наук, профессор[1][2].
Биография[править]
В 2007 году получил в Технионе два диплома — бакалавр по физике и бакалавр по материаловедению и инженерии.
В 2012 году получил в Технионе докторскую степень по материаловедению и инженерии.
В 2012—2015 годах — постдокторант в Йельском университете, кафедра прикладной физики и Центр исследований межфазных структур и явлений.
Затем устроился на факультет электротехники и вычислительной техники Витерби в Технионе (Viterbi Dept. of Electrical & Computer Engineering, Technion - Israel Institute of Technology).
Области исследований: эпитаксиальные оксиды с экзотическими электронными и магнитными явлениями, наноматериалы и наночастицы. Наномасштабная инженерия оксидов и их интерфейсов для практических устройств. Использование уникальных свойств передовых оксидов для создания новых типов электронных устройств. Комбинирование функциональных оксидов с обычными полупроводниками для наноэлектроники и энергетических приложений. Использование новых структур устройств для изучения фундаментальной физики, лежащей в основе поведения оксидов. Разработка и разработка новых оксидов как будущих электронных материалов.
Изучает взаимодействие между электроникой, материалами и физикой оксидов и полупроводников.
В июле 2023 года СМИ сообщили, что к разработке высокопроизводительных альтернатив кремнию в микроэлектронике приблизились исследователи из Техниона, которые растянули оксидный материал на атомарном уровне, тем самым контролируя его проводимость. Это “важный шаг в направлении создания эффективных коммутаторов, которые являются основными строительными блоками компьютерных чипов”. Исследователи факультета электротехники и вычислительной техники Витерби смогли контролировать новый материал, который они рассматривают как будущую альтернативу кремнию в микроэлектронике. Это позволит уменьшить размер транзисторов, что является важным фактором производительности компьютерных чипов. Компьютерные чипы, лежат в основе современной жизни и отвечают за обработку, хранение и передачу огромных объемов данных. Современные чипы содержат миллиарды транзисторов на одном квадратном сантиметре. Профессор Лиор Корнблюм с факультета Витерби объяснил:
«В результате непрерывной миниатюризации современные транзисторы имеют размер всего в несколько десятков атомов. Поскольку они уже настолько малы, уменьшение без ущерба для их производительности становится все более сложной задачей. В нанометрическом масштабе транзисторы ведут себя по-новому, чем их более крупные предшественники».
Одним из проблем является утечка электрического тока, когда транзистор (переключатель) должен быть выключен.
“Это можно сравнить с протекающим краном, умноженным на миллиард. Это может привести к большому количеству потраченной впустую “воды”. В современном телефоне с миллиардами транзисторов малейшая утечка тока приведет к значительной трате энергии. Это может быстро разрядить аккумулятор и привести к чрезмерному нагреву устройства. При уменьшении масштаба, когда речь идет о фермах серверов и центрах обработки данных, потери энергии могут быть значительными и производить огромное количество тепла”, – говорит профессор.
Одним из проявлений проблемы является утечка электрического тока в то время, когда транзистор, казалось бы, должен быть выключен. Проф. Корнблюм:
Представьте себе миллиард протекающих кранов. Утечки тока из транзисторов приведут в суммме к большой потере энергии и ресурсов - так, в современном мобильном телефоне с миллиардами транзисторов такая утечка может быстро разрядить аккумулятор и привести к перегреву прибора. Проблема становится еще более серьезной, когда речь идет о фермах серверов и центрах обработки данных.
Исследовательская группа Корнблюма изучает различные оксидные материалы, один из которых может переключаться из электрического проводника в изолятор и обратно. Исследователи хотят использовать это свойство для будущих транзисторов, которые потенциально могут переключаться более эффективно.
Разработка такой технологии требует точного контроля свойств материала. Команда Техниона показала способ управления электрическими свойствами материала путем точного контроля расстояния между его атомами, используя уникальную систему выращивания оксидов. Благодаря этому ученые смогли установить расстояния между атомами с точностью до пикометра (одна тысячная нанометра). Для понимания, расстояние между двумя атомами в кремнии составляет примерно 250 пикометров.
Команда Корнблюма показала, что при растяжении материала на атомном уровне удлинение химических связей между атомами изменяет электрические свойства – растянув менее чем на 2% длины атомной связи, исследователи изменили расположение атомов в пространстве. Благодаря этим крошечным изменениям, происходящим в масштабе одного пикометра, происходят “незначительные изменения в атомной структуре материала, которые оказывают такое большое влияние на электрические свойства”.
“Это научная основа, необходимая нам для разработки будущих транзисторов из этих нетрадиционных материалов. Сегодня я реализую результаты наших исследований связанных материалов, из которых разрабатываю новый тип транзистора”, – заключает профессор Корнблюм[3].
Разработка такой технологии требует точного контроля, и ученые Техниона продемонстрировали способ управления электрическими свойствами материала, точно контролируя расстояние между его атомами. Менеджер лаборатории доктор Мария Баскин добилась этого с помощью уникальной системы выращивания оксидов; она накладывала слои атомов один поверх другого, тем самым выращивая пленки материала. Благодаря этому деликатному процессу роста она смогла установить расстояния между атомами с точностью до пикометра (одна тысячная нанометра). Для сравнения - расстояние между двумя атомами кремния составляет примерно четверть нанометра или 250 пикометров.
Созданная в Технионе уникальная система выращивания оксидов позволяет разрабатывать следующие поколения полупроводников, магнитных материалов и материалов для возобновляемых источников энергии, таких как передовые катализаторы. По словам д-ра Баскин, «используя эти возможности, мы можем даже создавать материалы, которых раньше не существовало, с широким набором свойств в соответствии с нашими требованиями».
«Инструменты, которые мы разработали для выращивания оксидов, уникальны», — добавляет глава лаборатории проф. Корнблюм. «Выращивание оксида — это только первый шаг, отсюда начинается исследование. Часть наших аспирантов занимаются физическими свойствами материалов, стремясь понять, как они функционируют, другие используют эти материалы для изготовления электронных устройств, которые, как мы надеемся, произведут революцию в микроэлектронике, возобновляемых источниках энергии и других областях».
Докторант исследовательницы Ли-Шай Шоам посвящен обоим этим направлениям вместе. Ли-Шай изучает свойства материала и делает из него транзисторы для использования в микроэлектронике[4].