性能提升20倍！美國(guó)全新納米級(jí)3D晶體管面世

11月7日消息，據(jù)報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)利用超薄半導(dǎo)體材料，成功研制出一種全新的納米級(jí)3D晶體管。

這款晶體管堪稱迄今為止最小的3D晶體管，其性能與功能不僅與現(xiàn)有硅基晶體管不相上下，甚至在某些方面還實(shí)現(xiàn)了超越。

晶體管作為現(xiàn)代電子設(shè)備和集成電路不可或缺的基石，承擔(dān)著放大和開(kāi)關(guān)電信號(hào)等多重關(guān)鍵任務(wù)。

然而，長(zhǎng)久以來(lái)，硅基晶體管一直受制于“玻爾茲曼暴政”這一物理定律的束縛，無(wú)法在過(guò)低的電壓條件下正常工作，這無(wú)疑成為其性能提升與應(yīng)用范圍拓展的一大障礙。

為了攻克這一難題，麻省理工學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，選用了由銻化鎵和砷化銦構(gòu)成的超薄半導(dǎo)體材料，精心打造出這款新型3D晶體管。該晶體管不僅性能達(dá)到了當(dāng)前硅晶體管的頂尖水平，更能在遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)晶體管的電壓下實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)作。

此外，團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新性地將量子隧穿原理融入晶體管的架構(gòu)設(shè)計(jì)之中。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，而非像以往那樣需要翻越，從而極大地提升了晶體管開(kāi)關(guān)的靈敏度。為了進(jìn)一步優(yōu)化晶體管的尺寸，科研人員精心構(gòu)建出直徑僅為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精致。

經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試驗(yàn)證，這款新型晶體管在狀態(tài)切換方面展現(xiàn)出了卓越的性能，其速度之快、效率之高令人矚目。與同類隧穿晶體管相比，其性能更是實(shí)現(xiàn)了20倍的大幅提升。

這款晶體管充分利用了量子力學(xué)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在極其有限的幾平方納米空間內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低電壓操作與高性能表現(xiàn)的完美融合。得益于其微小的尺寸，未來(lái)可以在計(jì)算機(jī)芯片上封裝更多的此類晶體管，從而為研制出性能更為強(qiáng)大、能耗更低且功能更加豐富的電子產(chǎn)品奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。