全新納米級3D晶體管面世
【化工儀器網 項目成果】晶體管是一種半導體器件，具有開關、穩壓、信號調制等多種功能，可用于各種各樣的數字和模擬功能。隨著全球信息產業的不斷發展，半導體作為信息科技產品的基礎性、關鍵性器件，晶體管的種類也日益多樣化，以滿足不斷增長的行業需求。
近日，美國麻省理工學院團隊利用超薄半導體材料，成功研制出一種全新的納米級3D晶體管。這是迄今已知最小的3D晶體管，其性能和功能可比肩甚至超過現有的硅基晶體管，將為高性能節能電子產品的研制開辟新途徑。相關論文發表于《自然·電子學》雜志。
過去，硅基晶體管受電子器件功耗下限制約的影響，導致其無法在低于一定電壓的條件下工作，這無疑限制了其進一步提升性能，擴展適用范圍。
為此，科研團隊針對以上問題，利用由銻化鎵和砷化銦組成的超薄半導體材料，研制出這款新型3D晶體管。該晶體管性能與目前先進的硅晶體管相當，能在遠低于傳統晶體管的電壓下高效運行。
據悉，團隊還將量子隧穿原理引入新型晶體管架構內。在量子隧穿現象中，電子可以穿過而非翻越能量勢壘，這使得晶體管更容易被打開或關閉。為進一步縮小新型晶體管“體型”，他們創建出直徑僅為6納米的垂直納米線異質結構。
實驗結果顯示，新型晶體管可以更快速高效地切換狀態，與類似的隧穿晶體管相比，其性能更是提高了20倍。其充分利用量子力學特性，在幾平方納米內同時實現了低電壓操作以及高性能表現。由于該晶體管尺寸小，因此可將更多該晶體管封裝在計算機芯片上，這將為研制出更高效節能且功能強大的電子產品奠定堅實基礎。
這款全新納米級3D晶體管的面世，不僅是對傳統晶體管技術的一次突破性創新，更是對電子設備未來發展的一次深遠布局。未來，隨著技術的不斷成熟和完善，其將有望廣泛應用于各類電子產品中，開啟一個更加智能高效的時代。
素材來源：科技日報
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