晶体管大小是改进计算机技术的关键部分。较小的硅晶体管打包更多的计算能力,使处理器更快,更高效,但硅具有其限制。
晶体管由三个端子组成,即排水管,一个源和门。电流从源流向排水管。该流由栅极控制,该栅极根据施加的电压打开和关闭。
由于硅允许这种自由流动的电子流,因此一旦门变得太小,颗粒就会穿过门。发生这种情况时,晶体管泄漏了能量。
现在,来自加利福尼亚大学伯克利分校和同事的阿里·贾维(Ali Javey)提出了硅晶体管的替代方案,并制造了世界上最小的晶体管,该晶体管具有1纳米的工作。从它的角度看,人头发的链约为50,000纳米。
Javey及其同事能够使用碳纳米管和二硫化钼(MOS2)来做到这一点。 MOS2是一种可以在汽车零件商店购买的发动机润滑剂,属于具有在激光,太阳能电池,LED和纳米级晶体管中应用的材料家族。
像硅一样,MOS2具有结晶的晶格结构,但是电子在MOS2上的移动不像使用硅那样轻松地通过MOS2移动,在该硅中,当栅极变得太小时电子变得失控。
当栅极长度降至5纳米以下时,硅晶体管可能会失败,但是使用MOS2,科学家能够使栅极和晶体管变小,而不会容易造成栅极碎片的电子,从而产生日期是最小的晶体管,这是具有1纳米栅极的最小晶体管。
研究人员在其中报道说:“由于严重的短通道影响,预计硅(SI)晶体管的缩放被预计将失败低于5纳米(NM)的栅极长度。”学习,该期刊于10月7日发表科学。 “作为SI的替代方案,某些分层的半导体对它们的原子厚度具有吸引力,直至单层,较低的介电常数,较大的带隙和较重的载体有效质量。”
但是,研究人员说,他们的工作只是概念证明,还有更多的工作要做,以便使用这项技术。例如,研究人员需要确定大规模生产和制造这些设备的方法,这将需要未来的创新。
“这是概念的证明,”说贾维。 “我们尚未将这些晶体管包装到芯片上。”