維也納大學研發革命性的新型智能晶體管
2021-12-22 09:33:32 cnBeta.COM
為了實現這一目標，維也納大學（TU Wien）的科學家們沒有依靠通常的硅技術，而是依靠鍺。這取得了成功。世界上最靈活的晶體管現在已經用鍺生產出來了。相關研究成果已被刊登在ACS Nano雜志上。鍺的特殊性能和專用程序門電極使用使我們有可能創造出一個新元件的原型，可能會開創芯片技術的新時代。
晶體管是每個現代電子設備的基礎：它是一個微小的元件，要么允許電流流動，要么阻止電流流動，取決于是否向控制電極施加電壓。這使得建立簡單的邏輯電路成為可能，但也有可能建立記憶存儲。電荷如何在晶體管中傳輸取決于所使用的材料。要么有攜帶負電荷的自由移動的電子，要么個別原子中可能缺少一個電子，所以這個地方帶正電。這就被稱為"空穴"，它們也可以在材料中移動。
在維也納大學的新型晶體管中，電子和空穴都以一種非常特殊的方式被同時操縱。研究人員用一根極細的鍺線，通過極其干凈的高質量接口連接兩個電極。在鍺段上方放置了一個像傳統晶體管中的門電極。這種晶體管還有一個控制電極，它被放置在鍺和金屬的界面上。它可以動態地對晶體管的功能進行編程。
這種設備結構使其有可能分別控制電子和空穴，這是因為鍺有一個非常特殊的電子結構：當你施加電壓時，電流最初會增加，正如你所期望的那樣。然而，在某個閾值之后，電流再次減少，這被稱為負差分電阻。在控制電極的幫助下，研究人員可以調節這個閾值在哪個電壓上。這導致了新的自由度，可以用它來賦予晶體管目前所需要的特性。
例如，通過這種方式，一個NAND門可以被切換成NOR門。在未來，這種智能可以轉移到新的晶體管本身的適應性上，以前需要160個晶體管的算術運算，由于這種適應性的提高，用24個晶體管就可以實現。通過這種方式，電路的速度和能源效率也可以大幅提高。
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