據美國物理學家組織網3月27日（北京時間）報（bào）道，美國聖（shèng）母大學和賓夕（xī）法尼亞州立大（dà）學的科學（xué）家們表示，他們借用量子隧穿效應，研製出（chū）了性能可與目前的晶（jīng）體管相（xiàng）媲美的隧穿場效應晶體管（TFET）。最新技術有望（wàng）解決目前芯片上晶體管生熱過（guò）多的問題，在一塊芯（xīn）片上集成（chéng）更多晶體管，從而提高（gāo）電子設備的計算能力。

      晶體管是電子設備的基本組成元件，在過去40年間（jiān），科學（xué）家們主（zhǔ）要通過將更多晶體管集成到（dào）一塊芯片上來提高電子設備的計算能力，但（dàn）目前這條道路似乎已快走到盡頭。業界認為，半導體工業正在快速接近晶體管小型化（huà）的物理極限。現代晶體管的（de）主要問題是產生（shēng）過多的熱量。

      最新研究表明，他們研製出的TFET性能可（kě）與目前的晶體管（guǎn）相媲美，而且能效也較以（yǐ）往有所提高，有望解決上述過熱問題。

      科學家們利用（yòng）電子（zǐ）能“隧穿”過固體研製出了這（zhè）種TFET。“隧穿”在人類層（céng）麵（miàn）猶如魔術，但在量子層麵，它卻是一種非常常（cháng）見的行為。

      聖（shèng）母（mǔ）大（dà）學的電子工程學教授（shòu）阿蘭?肖寶夫解釋道（dào）：“現今的晶體管就像一個擁有移動門的大壩，水流動（dòng）的速度也就是電流的強度取決於門的高度。隧穿晶體管讓我們擁（yōng）有了一類新的門，電流（liú）能夠流過而非翻過這道門，另外，我們也對門的厚度進（jìn）行了調（diào）整以便能打開和關閉電流。”

      賓州州（zhōu）立大學的電子工程係教（jiāo）授蘇曼?達塔（tǎ）表示：“最（zuì）新技術（shù）進展的（de）關鍵在於，我們（men）將用來建造半導體的材料正確地組合在（zài）一起。”

      肖寶夫補充道，電子隧（suì）穿設備商業化的曆史很（hěn）長，量子力學隧（suì）穿的原理也已被用於數據存儲設備中，借用最新技術，未來，一個USB閃存設備或許能擁有數十億個TFET設備。

      科學家們強調說，隧穿（chuān）晶體管的另（lìng）一（yī）個好處是，使用（yòng）它們取代目前的晶體（tǐ）管技術並不（bú）需要對半（bàn）導體工業進行很大的變（biàn）革，現有的很多電路設計和電路製造基礎設（shè）施都可以繼續使用（yòng）。

      盡管TFET的能效與現（xiàn）有晶體管相（xiàng）比稍（shāo）遜色（sè），但是，去年（nián）12月賓州州立大學和今年3月聖母大學的科研團隊（duì）發表的論文已經表（biǎo）明，隧穿晶體管在（zài）驅動（dòng）電（diàn）流方麵已經取得了創紀錄的進步，未來有望獲得更大的進展。

      達塔說：“如果我們在（zài）能效上取得更大成（chéng）功，將是低能耗集成電（diàn）路上的重大突破，這反過來會（huì）加大我們研（yán）製出（chū）能自我供能設備的可能性，自我供能設備同能（néng）量捕獲設備結合在一起，有望使（shǐ）我們研（yán）製出更高效的健康檢（jiǎn）測設備、環境（jìng）智能設備以及可移植醫療設備。”

    總編輯圈點：

      滾動的台（tái）球（qiú），碰到桌壁後總會反彈。而量子理論不排除“穿（chuān）壁而過”的可能性??在基本粒子級的尺度下，“隧穿”的幾率不能忽視（shì）。隧穿曾是晶體管電路設計者需要防範的現象，然而科學家最終利（lì）用它造出了新式晶體管。幾年前（qián）就有計算機試用了這種新式（shì）矽片，它要求的電壓更小（xiǎo），且（qiě）在待機狀（zhuàng）態下不耗電。隧穿晶體管技術一旦投入商用，CPU的設計（jì）者就不必憂慮發熱（rè）的老問題了。