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美国研究人员已开发出全球最小晶体管

  北京光阴10月7日晚间消息,美国劳伦斯伯克力国家实验室(以下简称“伯克力实验室”)教授阿里-加维(Ali Javey)引导的一个钻研小组日前使用碳纳米管和一种称为二硫化钼的化合物开拓出了举世最小的晶体管。

举世最小晶体管道理图

  晶体管由三个终端组成:源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)。电流从源极流到漏极,由栅极来节制,后者会根据所施加的电压打开和关闭。

  伯克力实验室钻研职员苏杰伊-德赛(Sujay Desai)称:“经久以来,半导体行业不停觉得,任何小于5纳米的栅极都弗成能正常事情。是以,人们之前从未斟酌过小于5纳米的栅极。”

  但伯克力实验室这次开拓出的晶体管的栅极只有1纳米。加维说:“我们开拓出了到今朝为止已知的最小的晶体管。栅极长度被用于衡量晶体管的规格,我们成功研制出1纳米栅极晶体管,这意味着只要所选择的材料适当,当前的电子零部件的说起还有较大年夜缩减空间。 ”

  而德赛称:“我们的钻研成果注解,低于5纳米的栅极不是弗成能的。不停以来,人们都是基于硅材料来缩小电子零部件的体积。而我们放弃了硅材料,选了二硫化钼,结果开拓出了只有1纳米的栅极。”

  硅和二硫化钼都有一个晶格布局,但与二硫化钼比拟,经由过程硅流动的电子更轻,碰到电阻更小。当栅极为5纳米或更永劫,这是硅材料的一个上风。但栅极长度低于5纳米时,就会呈现了一种被称为“地道效应”的量子力学征象,从而阻拦电流从源极流到漏极。

  德赛解释说:“这意味着我们无法关闭晶体管,电子完全掉控了。”而经由过程二硫化钼流动的电子更重,是以可以经由过程更短的栅极来节制。

  选定二硫化钼作为半导体材料后,接下来就必要来建造栅极。但制造1纳米的布局并不是一件轻易的事,传统的光刻技巧并不适用于这样小的规模。终极,钻研职员转向了碳纳米管,直径仅为1纳米的空心圆柱管。

  经钻研职员测试显示,采纳碳纳米管栅极的二硫化钼晶体管能够有效节制电子流动。加维说:“这项钻研注解,我们的晶体管将不再局限于5纳米栅极。经由过程应用适当的半导体材料和设备架构,摩尔定律还会继承经久生效。”

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