據（jù）美國每日科學網站6月21日報道，美國科學（xué）家首次利用（yòng）納（nà）米尺度的絕緣體氮化硼以及金量（liàng）子點，實現量子（zǐ）隧穿效應，製造出了沒有半導體的晶體管。該成（chéng）果有望開啟新的（de）電子設備時代。

      幾（jǐ）十年來，電子設備變得越來越小，科學家們（men）現已（yǐ）能將數百萬個半導體集成（chéng）在單個矽芯片（piàn）上（shàng）。該研究的領導者、密歇根理（lǐ）工（gōng）大學的物理學家葉躍進（音譯）表示（shì）：“以目前的技術發展形（xíng）勢看，10年到20年間，這種晶（jīng）體管不可能變得更小。半（bàn）導體（tǐ）還有另一個先天不足，即會以熱的形式浪費大量（liàng）能源。”

      科學家們（men）嚐試使用不同（tóng）材料和半導體設計方法來解決上述問題，但都與矽等半導體有關。2007年，葉躍進開始另辟蹊徑，製造沒有半導體的晶體管。葉躍進說（shuō）：“我的想（xiǎng）法是（shì）用納米尺度的（de）絕緣體並在其頂部安放納（nà）米金屬來製造（zào）晶（jīng）體管，我們選（xuǎn）擇了氮化硼碳納米管（BNNTs）做基座。”隨後，他們使用（yòng）激光，將直徑為3納米寬的金量子點（QDs）置於氮化硼碳納米管頂端，形成（chéng）了量子點?氮化硼碳納米管（QDs-BNNTs）。對於（yú）金量子點來說（shuō），氮化硼碳納（nà）米管是完美的基座，其尺寸小、可控而且直徑一致，同（tóng）時還絕緣，也能對其上的量（liàng）子（zǐ）點大（dà）小進行限製。

      研究人員同橡樹嶺（lǐng）國家實驗室（ORNL）的科（kē）學家（jiā）們攜（xié）手合作，在（zài）室溫下（xià）讓量子點?氮化硼碳（tàn）納米管兩端（duān）的電極通電。有趣的事情發（fā）生了：電（diàn）子（zǐ）非常精（jīng）確地從一個（gè）量子點（diǎn）跳到另一個量子點??這就是量子隧穿效（xiào）應。葉躍進表示（shì）：“這種設備（bèi）的穩定性非常好。”

      葉躍（yuè）進團隊利用這一設備製造出了一種晶體管，其中沒有半導體的“身影”。當施（shī）加足夠的電壓時，其會打開到導電狀（zhuàng）態；當電壓低或關閉時，它會恢複到其天然的絕緣體狀態。而且（qiě），這一設備沒有“漏網之魚”：沒有來自金量子點的電子（zǐ）逃進絕緣的氮化硼碳納（nà）米管（guǎn）內，因此，隧道（dào）會（huì）一直（zhí）保持冷的狀態。而矽常遇到泄露，使電子設備中的大量（liàng）能量以熱的形（xíng）式被浪費掉。

      密歇根（gēn）理工大學的物理學家約翰?雅什查克為新（xīn）的晶體管研究出了理論框架（jià）。他表示，此前也有其他科學家利用量子隧穿製造出了晶體管，但這（zhè）些設備隻在液氦溫度（4.2K）下工作，而新設備則可以在室溫下工作。

      葉躍進的金?納米管（guǎn）設（shè）備的秘密就在於“小”：其僅有1微米長、20納米寬。雅什查克解釋道：“這個金島的寬度必須在納米級別，這樣（yàng）才能在室溫下控製電子（zǐ）。如果（guǒ）它們太大，有很多電子可以在其上流動（dòng）。從理論上而言，當電極（jí）之間的（de）距離（lí）近到幾分之一微（wēi）米時，這（zhè）些隧道可以小到接近零。”