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麻省理工學(xué)院研發(fā)全新納米級(jí)3D晶體管,突破性能極限

要長高 ? 2024-11-07 13:43 ? 次閱讀

11月7日,有報(bào)道稱,美國麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)利用超薄半導(dǎo)體材料,成功開發(fā)出一種前所未有的納米級(jí)3D晶體管。這款晶體管被譽(yù)為迄今為止最小的3D晶體管,其性能與功能不僅與現(xiàn)有的硅基晶體管相當(dāng),甚至在某些方面還超越了后者。

晶體管作為現(xiàn)代電子設(shè)備和集成電路的核心組件,扮演著放大和切換電信號(hào)等重要角色。然而,長期以來,硅基晶體管一直受到“玻爾茲曼暴政”這一物理定律的限制,無法在過低的電壓條件下正常運(yùn)作,這極大地阻礙了其性能的提升和應(yīng)用范圍的拓展。

為了打破這一瓶頸,麻省理工學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,采用了由銻化鎵和砷化銦組成的超薄半導(dǎo)體材料,打造出這款全新的3D晶體管。這款晶體管不僅性能達(dá)到了硅晶體管的頂尖水平,而且能在遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)晶體管的電壓下高效運(yùn)行。

此外,團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新性地引入了量子隧穿原理,優(yōu)化了晶體管的架構(gòu)設(shè)計(jì)。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的開關(guān)靈敏度。為了進(jìn)一步縮小晶體管的尺寸,科研人員精心構(gòu)建了直徑僅為6納米的垂直納米線異質(zhì)結(jié)構(gòu),使得晶體管更加小巧且精致。

經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試,這款新型晶體管在狀態(tài)切換方面表現(xiàn)出色,其速度和效率令人驚嘆。與同類隧穿晶體管相比,其性能更是提升了20倍。這款晶體管充分利用了量子力學(xué)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在極其有限的空間內(nèi)(幾平方納米),實(shí)現(xiàn)了低電壓操作與高性能表現(xiàn)的完美結(jié)合。

由于其微小的尺寸,未來可以在計(jì)算機(jī)芯片上集成更多的此類晶體管,從而為研發(fā)出性能更強(qiáng)大、能耗更低且功能更豐富的電子產(chǎn)品提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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