写于 2018-11-20 08:10:05| 亚洲城ca88手机登录地址| 访谈
<p>从氧化物(绿色)和硅(浅蓝色)界面发射的电子(蓝色球体)在空气中传播并被捕获在石墨烯片(碳原子网)上</p><p>由于物理障碍限制了半导体电子效率的进一步提高,匹兹堡大学的科学家重新设计了真空电子设备的结构,允许电子在纳米尺度的通道中进行弹道传播而没有任何碰撞或散射</p><p>匹兹堡 - 随着半导体晶体管的出现 - 发明于1947年,作为笨重和低效真空管的替代品 - 已经对更快,更节能的技术提出了持续的需求</p><p>为了满足这一需求,匹兹堡大学的研究人员正在提出一种旧方法的新思路:从使用硅电子技术转向真空作为电子传输的媒介 - 展示了电子学的重大范式转变</p><p>他们的研究结果于7月1日在线发表在Nature Nanotechnology上</p><p>在过去的40年里,计算机和智能手机等设备中集成电路板上的晶体管数量每两年增加一倍,生产出更快,更高效的机器</p><p>这种倍增效应,通常被称为“摩尔定律”,发生在科学家不断缩小晶体管尺寸的能力上,从而生产出具有全方位更好性能的计算机芯片</p><p>然而,随着晶体管尺寸接近较低的纳米尺度,进一步扩展摩尔定律变得越来越困难和昂贵</p><p> “物理障碍阻碍了科学家们实现更高效的电子产品,”该项目的首席研究员,匹兹堡大学斯旺森工程学院贝尔宾夕法尼亚/贝尔大西洋教授说</p><p> “通过研究晶体管及其前身 - 真空,我们致力于解决这一障碍</p><p>”金说,晶体管速度的最终极限取决于“电子传输时间”,或者电子从一个电子传输的时间</p><p>设备到另一个</p><p>在半导体器件内部行进的电子经常在固态介质中经历碰撞或散射</p><p>金将此比作在崎岖不平的道路上驾驶车辆 - 汽车无法加速</p><p>同样,产生更快电子器件所需的电子能量也受到阻碍</p><p> “避免这种散射或交通堵塞的最佳方法是根本不使用任何介质,如真空或纳米级空间中的空气,”金说</p><p> “把它想象成天空中的飞机,创造了一条通往目的地的无障碍旅程</p><p>”然而,金说,传统的真空电子设备需要高电压,并且它们与许多应用不兼容</p><p>因此,他的团队决定重新设计真空电子设备的结构</p><p>在皮特博士候选人Siwapon Srisonphan和皮特电气和计算机工程博士后研究员Yun Suk Jung的帮助下,Kim和他的团队发现,在氧化物或金属层界面处捕获半导体内部的电子很容易提取到空中</p><p>在界面处隐藏的电子形成一片电荷,称为二维电子气</p><p> Kim发现库仑排斥 - 电子层中带电粒子之间的相互作用 - 使得电子容易从硅中发射出去</p><p>该团队通过施加可忽略的电压来有效地从硅结构中提取电子,然后将它们放置在空气中,使它们能够在纳米尺度的通道中进行弹道传播而不会发生任何碰撞或散射</p><p> “将这种电子系统发射到真空通道中可以实现一类新的低功率,高速晶体管,并且它还与当前的硅电子器件兼容,通过添加更快,更节能的新功能来补充这些电子器件</p><p>低压,“金说</p><p>他说,根据这一发现,真空晶体管概念有可能再次出现,但却有着根本不同和改进的方式</p><p>该研究的资金由国家科学基金会提供</p><p>资料来源:B</p><p>Rose Huber,匹兹堡大学新闻图片:

作者:危烂