美科学家研制出新型隧穿场效应晶体管
时间:2017-12-08

  科学网 - 美国科学家开发了一种新的隧穿场效应晶体管

  据美国物理学家网3月27日(北京时间)的报道,巴黎圣母院和宾夕法尼亚州立大学的科学家表示,他们借用量子隧道技术来开发性能可与现有晶体管场效应晶体管(TFET)相媲美的隧道效应。最新的技术有望解决目前芯片上晶体管过热的问题,在单一芯片上集成更多的晶体管来提高电子设备的运算能力。

  晶体管是电子设备的基本组成部分。在过去的四十年中,科学家们一直致力于通过将更多的晶体管集成到单个芯片来提高电子器件的计算能力,但是这条道路似乎即将走到尽头。业内人士认为,半导体产业正在迅速接近晶体管小型化的物理极限。现代晶体管的主要问题是产生太多的热量。

  最近的研究表明,他们开发的TFET可以和现有的晶体管相媲美,并且在过去提高了能源效率,促使了过热问题。

  科学家已经开发出这种使用电子隧穿穿过固体的TFET。隧道在人类层面上就像魔术一样,但在量子层面上这是一种非常普遍的行为。

  圣母大学(Notre Dame University)电气工程教授阿兰·沙波夫(Alain Shapov)解释说,今天的晶体管就像一个带有移动门的水坝,水的流动速度,也就是电流的强度,取决于水的高度隧道晶体管让我们有了一个新的门,电流可以流过,而不是通过它,此外,我们还调整了门的厚度来打开和关闭电流。

  宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)电气工程教授Sumadata表示:“最新技术进步的关键在于我们用来制造半导体材料的恰当组合。

  肖宝富补充说,电子隧道器件的商业化历史悠久。量子隧道的原理也被用于数据存储设备中借用最新的技术。未来,USB闪存器件可能拥有数十亿TFET器件。

  科学家强调,隧道晶体管的另一个优势是用它来代替现有的晶体管技术并不需要对半导体工业进行重大的改变,现有的许多电路设计和电路制造基础设施可以继续使用。

  尽管TFET比现有的晶体管节能少,但去年3月去年12月宾夕法尼亚州立大学和圣母大学国家研究小组发表的文章显示,隧道晶体管在推动当前Progress方面取得了破纪录的成绩,预计未来取得更大进展。

  Datta表示:“如果我们在能源效率方面更加成功,这将是低功率集成电路的重大突破,这反过来又会增加我们开发获取相同能量的自供电设备的可能性。设备组合有望使我们能够开发更高效的健康检测设备,环境智能设备和便携式医疗设备。

  物理学家网络报告(英文)