全新納米級3D晶體管面世

據(jù)報道，近日，美國麻省理工學院團隊利用超薄半導體材料，成功研制出一種全新的納米級3D晶體管。這是迄今已知最小的3D晶體管，其性能和功能可比肩甚至超越現(xiàn)有硅基晶體管，將為高性能節(jié)能電子產(chǎn)品的研制開辟新途徑。相關(guān)論文發(fā)表于《自然·電子學》雜志。

據(jù)悉，團隊利用由銻化鎵和砷化銦組成的超薄半導體材料，研制出的這款新型3D晶體管，不僅性能與目前最先進的硅晶體管相當，還能在遠低于傳統(tǒng)晶體管的電壓下高效運行。

此外，團隊還將量子隧穿原理引入新型晶體管架構(gòu)內(nèi)。在量子隧穿現(xiàn)象中，電子可以穿過而非翻越能量勢壘，這使得晶體管更容易被打開或關(guān)閉。為進一步降低新型晶體管“體型”，他們創(chuàng)建出直徑僅為6納米的垂直納米線異質(zhì)結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果顯示，新型晶體管可以更快速高效地切換狀態(tài)。與類似的隧穿晶體管相比，其性能更是提高了20倍。

這款新型晶體管充分利用了量子力學特性，在幾平方納米內(nèi)同時實現(xiàn)了低電壓操作以及高性能表現(xiàn)。由于該晶體管尺寸極小，因此可將更多該晶體管封裝在計算機芯片上，這將為研制出更高效、節(jié)能且功能強大的電子產(chǎn)品奠定堅實基礎(chǔ)。目前，團隊正致力于改進制造工藝，以確保整個芯片上晶體管性能的一致性。同時，他們還積極探索其他3D晶體管設(shè)計，如垂直鰭形結(jié)構(gòu)等。