科学家提出晶体管发展新思路

本报讯 智能手机包含数十亿个被称为晶体管的微小开关。这些开关让人们可以处理除打电话以外的无数任务，比如发送短信、在社区导航和自拍。它们包括一个导电通道，其电导率可通过一个栅终端改变。而栅终端通过一个只有5~6个原子厚的介电薄膜，从通道中被分离出来。

根据摩尔定律，过去50年间晶体管一直在小型化。摩尔定律观察到，一块芯片上的晶体管数量约每18个月增加一倍，成本则减半。但如今，人们已经面临不能再进一步扩大晶体管的局面。

在美国物理联合会（AIP）下属《应用物理快报》上，研究人员回顾了负电容场效应晶体管（NC-FETs）的发展。NC-FETs是一种新的器件概念。它表明，只需添加一层薄薄的铁电材料，便可以大大提高传统晶体管的效率。如果投入使用，同样的芯片可以计算更多，并且需要更少的频繁充电。

在上述文章中，研究人员总结了NC-FETs的最新研究成果，以及文献中报道的各种实验需要一致和连贯的问题。

“NC-FETs最初是由我的同事Supriyo Datta和研究生Sayeef Salahuddin提出的。他现在是加州大学伯克利分校的教授。”普渡大学电气和计算机工程教授Muhammad Ashraful Alam介绍说。

从一开始，Alam就发现NC-FETs的概念很有趣，它不仅解决了为半导体行业寻找新的电子开关这一迫切问题，还是一个针对被共同称为“朗道开关”的广义类相变装置的概念性框架。

“最近，当我的同事兼合著者Peide Ye教授开始实验展示这些晶体管时，我有机会与他合作，探索这种设备技术的有趣特性。”Alam 表示，“我们的文章总结了和这个话题相关的‘理论—实验’观点。”（徐徐）