據美國物理學家組織網12月(yuè)21日(北京(jīng)時間)報道,德國科學家研製出一種新式(shì)的通用晶體管,其既可當p型晶體(tǐ)管又可當n型晶體管使用,最新晶體管有望讓電子設備(bèi)更(gèng)緊湊;科學家們也可用其設計出新式電路。相關研究發表在最新一期的《納米快報》雜誌上。
目前(qián),大部分電子設備都包含兩類不同的場效應(yīng)晶(jīng)體管:使用電子作為載荷子的n型和使用空穴作為載荷子的p型。這兩種晶體管一般不會相互轉(zhuǎn)化(huà)。而德累(lèi)斯頓工業大學和德奇夢達公司攜手研製的新式晶體管可通過電信號對(duì)其編程,讓其自我重新裝配(pèi),遊走於n型晶體管和p型晶體管之間。
新晶體管由單條金屬(shǔ)?半導體?金屬結構組成的納米線嵌於一個二氧化矽外(wài)殼中構成(chéng)。從納米線一端流出的電子或(huò)空穴通過兩個門到達納米線的另一端。這兩個門采用(yòng)不同方式控製電(diàn)子或空穴的流動(dòng):一(yī)個門通過選擇使用電子(zǐ)或空穴來控製晶體管的類型;另一個門(mén)則通過調諧納米線的導電性來控(kòng)製電子或空穴。
傳統晶(jīng)體管通過在製造過程中摻雜不同元素來確定其是p型(xíng)還是n型,而新式晶體(tǐ)管不需要在製造過程(chéng)中摻雜任何元素,通(tōng)過在一個門上(shàng)施(shī)加外部電壓即可重新配置晶體管的類(lèi)型(xíng)。施加的(de)電壓會使門附近的肖特基結阻止(zhǐ)電子或空穴流過設備,如果(guǒ)電子(zǐ)被阻止,空穴能流(liú)動,那麽,晶體管就(jiù)是p型,反之(zhī)則是n型。
研(yán)究人員解釋道,使這種再配置能起作用的關鍵是(shì)調諧分別通過肖特基結(每個門(mén)一(yī)個)的電子流(liú)動情況,模擬顯示,納米線的幾何(hé)形(xíng)狀在這方麵起關鍵作用。
盡管該研究還處於初期(qī)階段,但新(xīn)式晶體管展(zhǎn)示出了(le)極佳的電學特性。比如,與傳統納米線場效應晶體管相比,其開/閉比更高,且漏電更少。該(gāi)研究的領導者沃爾特?韋伯表示:“除采用人造納米線(xiàn)外,采用目前先進的(de)矽半導體(tǐ)製造技(jì)術(shù)也(yě)可(kě)以製造出這種晶體管,還可(kě)以用到自對準技術,大大(dà)提高工(gōng)作(zuò)頻率和速度。”
接下來,科學家們計劃通過改變材料的組成來改進新式(shì)晶體管的性能,並製造出由其運行的電路(lù)。他(tā)們表示(shì),最大的挑戰是,在將(jiāng)其與其他晶體管結合在一起時,如何將額外的門信號整合進來(lái)。(記者 劉霞)
總編輯圈點
晶體管誕生半個多世紀以來,無論材料、大小、結構(gòu)等(děng)等如何變化,p和n這對(duì)兄弟一直各司其職,恪盡職守,絕對是“頂梁柱”級別的優秀員工。但摩爾定(dìng)律是“神話(huà)”,更小更緊湊是“王道”,在這樣(yàng)的背景下,就算是“頂梁柱(zhù)”,“鐵飯碗”被威脅也是遲早的(de)事,何況新來(lái)的仁兄現在看起(qǐ)來的確是能一個(gè)頂倆的新型複合人才。不過p-n兄弟也犯不著為這事想不開,其(qí)實科學的世界和人類社會一樣,有競爭才會(huì)有壓力,有(yǒu)壓力才會有更大的進步。
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