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英國劍橋大學(xué)(Cambridge University)日前推出新的電晶體設(shè)計,可讓穿戴式等裝置利用周遭電晶體的電力作為能源供應(yīng)來源并可在1伏特下運作且耗電低于10億分之1瓦特。
根據(jù)The Register報導(dǎo),自從1965年起,電晶體依照摩爾定律順利發(fā)展,其密度越來越密集也讓CPU性能得以提升,但反觀電池卻未跟上電晶體穩(wěn)定發(fā)展的速度取得進(jìn)展。
對此,美國勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley NaTIonal Laboratory)物理學(xué)家Fred Schlachter便在2013年指出,電池并不如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有摩爾定律可依循。
于是研究人員只好試圖往增加電池電力的方向著手,但這并非萬無一失的方法,例如三星電子(Samsung Electronics)便因Note 7電池爆炸而不得不召回并停產(chǎn)該款手機(jī)。
不過,日前劍橋大學(xué)的Sungsik Lee與Arokia Nathan教授則在Science期刊中公布一款利用極小能源的電晶體設(shè)計,制造的電晶體更可保留蕭特基位障(Schottky barrier),讓電晶體緊密封裝后仍可維持獨立性。
研究人員指出,該款氧化銦鎵鋅(IGZO)薄膜電晶體由于相當(dāng)節(jié)省電力,因此可望被運用在廣泛裝置上,例如從周遭環(huán)境搜集所需電力的穿戴式或植入式電子產(chǎn)品。該電晶體可在不到1伏特下運作,耗電也低于10億分之1瓦特,因此能源效率表現(xiàn)相當(dāng)杰出。
其設(shè)計原理是利用一種與電晶體有關(guān)的漏電近關(guān)狀態(tài)電流(near-off state current),而且上述微小電子元件可在低溫下制造并可列印在包括玻璃、塑膠、聚酯纖維與紙張等各式材料上。
對此,Nathan認(rèn)為,研究人員已成功挑戰(zhàn)傳統(tǒng)對電晶體的認(rèn)知,并且從過程中發(fā)現(xiàn),過去被工程師避之唯恐不及的蕭特基位障本身的特質(zhì)反而可被運用在穿戴式或觀察健康狀態(tài)的植入式裝置等超低功耗應(yīng)用上。