【ITBEAR】美國(guó)麻省理工學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)近日取得重大突破，他們利用超薄半導(dǎo)體材料，成功研制出全新的納米級(jí)3D晶體管，這款晶體管被譽(yù)為目前最小的3D晶體管。
該晶體管不僅在性能上可與傳統(tǒng)硅基晶體管相媲美，更在某些方面實(shí)現(xiàn)了超越。這一創(chuàng)新技術(shù)的誕生，有望為電子設(shè)備和集成電路領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變革。
晶體管作為電子設(shè)備的核心組件，負(fù)責(zé)放大和切換電信號(hào)。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，硅基晶體管受到“玻爾茲曼暴政”的限制，無(wú)法在低壓環(huán)境下有效工作。這成為了制約其性能提升和應(yīng)用拓展的關(guān)鍵因素。
為了突破這一限制，麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)選擇了由銻化鎵和砷化銦組成的超薄半導(dǎo)體材料，并巧妙設(shè)計(jì)了這款新型3D晶體管。它不僅達(dá)到了硅晶體管的頂級(jí)性能，更能在遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)晶體管的電壓條件下高效工作。
該團(tuán)隊(duì)還將量子隧穿原理應(yīng)用于晶體管的架構(gòu)設(shè)計(jì)中。在量子隧穿效應(yīng)的作用下，電子能夠輕松穿越能量勢(shì)壘，從而顯著提高了晶體管開(kāi)關(guān)的靈敏度。
為了進(jìn)一步優(yōu)化尺寸，科研人員精心構(gòu)建了直徑僅為6納米的垂直納米線(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得這款晶體管更加精巧。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，新型晶體管在狀態(tài)切換方面表現(xiàn)出色，其速度和效率均令人矚目。與同類(lèi)隧穿晶體管相比，其性能提升了高達(dá)20倍。
這款納米級(jí)3D晶體管的問(wèn)世，充分利用了量子力學(xué)的優(yōu)勢(shì)，在有限的幾平方納米空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了低電壓操作與高性能的完美結(jié)合。未來(lái)，這一技術(shù)有望為計(jì)算機(jī)芯片帶來(lái)更多的晶體管封裝可能，為電子產(chǎn)品的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
