世界最小晶體管問世僅1個原子厚10個原子寬
2008-04-21 來源：中國聚合物網(wǎng)
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英國研究人員展示其研究樣本
據(jù)美國連線雜志報道，目前，英國研究人員研制世界上最小的電子晶體管，其厚度為1個原子，直徑10個原子。
這項最新研制的新型電子晶體管比之前32納米硅材料電子晶體管小3倍，英國曼徹斯特大學(xué)研究人員科斯特亞·諾沃舍羅夫說，“這種電子晶體管可用于任何半導(dǎo)體制造。”他和另一位合著作者將該研究報告發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
電子晶體管形式的邏輯門可加強計算處理能力。根據(jù)摩爾定律，每隔24個月，集成電路上的晶體管的數(shù)量將翻番，從而不斷提升計算機性能。然而當(dāng)前電子晶體管材料發(fā)展受限，只能采用硅作為材料。目前硅材料只能維持未來10年的摩爾定律發(fā)展。現(xiàn)在，最新研制的采用石墨烯(graphene)材料制成的電子晶體管或許可以使摩爾定律延續(xù)發(fā)展更久。
這種由石墨烯制成的晶體管是諾沃舍羅夫帶領(lǐng)的研究小組于2004年研制發(fā)現(xiàn)的，該晶體管的厚度僅有1個原子，它是由錯綜復(fù)雜的石墨烯碳原子構(gòu)成，具有很好的傳導(dǎo)性能。
當(dāng)硅晶體管技術(shù)直徑達到10納米以下，將意味著采用硅作為晶體管的摩爾定律已發(fā)展到了盡頭，硅將不再適合作為未來晶體管制成的首選材料。目前石墨烯正積極開發(fā)直徑10納米以下等級的晶體管，研究人員稱他們最新研制尚未生產(chǎn)的石墨烯晶體管直徑為1納米寬。
諾沃舍羅夫說，“從物理學(xué)觀點來看，石墨烯就是一個金礦。科學(xué)家可以對此研究很長時間。”研究人員使用標準半導(dǎo)體制作工藝研制了石墨烯晶體管，他們使用一小片石墨烯，并采用電子束平版印刷術(shù)雕刻出電路。在石墨烯片中心保留著一個帶有微小圓籠(circular cage)的量子點，電壓可以改變量子點的傳導(dǎo)率，使它們像標準場效應(yīng)晶體管的存儲邏輯狀態(tài)。
目前硅晶體管的最小直徑為20納米，諾沃舍羅夫稱，該研究小組近期研制1納米直徑的石墨烯晶體管，這是迄今世界上最小的晶體管。
諾沃舍羅夫強調(diào)指出，目前不可能生產(chǎn)大量的石墨烯，以當(dāng)前的技術(shù)只能生產(chǎn)100微米直徑的石墨烯晶體，這一規(guī)格遠小于Intel公司的工業(yè)生產(chǎn)標準。但是科學(xué)家認為批量生產(chǎn)石墨烯晶體技術(shù)在未來是可以實現(xiàn)的。他稱，或許在未來幾年就可以解決石墨烯晶體生產(chǎn)問題。
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