11月7日,有報道稱,美國麻省理工學院的研究團隊利用超薄半導體材料,成功開發出一種前所未有的納米級3D晶體管。這款晶體管被譽為迄今為止最小的3D晶體管,其性能與功能不僅與現有的硅基晶體管相當,甚至在某些方面還超越了后者。
晶體管作為現代電子設備和集成電路的核心組件,扮演著放大和切換電信號等重要角色。然而,長期以來,硅基晶體管一直受到“玻爾茲曼暴政”這一物理定律的限制,無法在過低的電壓條件下正常運作,這極大地阻礙了其性能的提升和應用范圍的拓展。
為了打破這一瓶頸,麻省理工學院的科研團隊另辟蹊徑,采用了由銻化鎵和砷化銦組成的超薄半導體材料,打造出這款全新的3D晶體管。這款晶體管不僅性能達到了硅晶體管的頂尖水平,而且能在遠低于傳統晶體管的電壓下高效運行。
此外,團隊還創新性地引入了量子隧穿原理,優化了晶體管的架構設計。在量子隧穿效應的作用下,電子能夠輕松穿越能量勢壘,從而顯著提高了晶體管的開關靈敏度。為了進一步縮小晶體管的尺寸,科研人員精心構建了直徑僅為6納米的垂直納米線異質結構,使得晶體管更加小巧且精致。
經過嚴格的測試,這款新型晶體管在狀態切換方面表現出色,其速度和效率令人驚嘆。與同類隧穿晶體管相比,其性能更是提升了20倍。這款晶體管充分利用了量子力學的獨特優勢,在極其有限的空間內(幾平方納米),實現了低電壓操作與高性能表現的完美結合。
由于其微小的尺寸,未來可以在計算機芯片上集成更多的此類晶體管,從而為研發出性能更強大、能耗更低且功能更豐富的電子產品提供堅實的基礎。
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