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美國匹茲堡大學的研究人員研發了一種元件結構,相較於目前的固態,能讓開關(switch)以真空狀態做為電晶體內的電子傳輸介質。
1 e3 ^ E' c7 n4 p/ X' Xtvb now,tvbnow,bttvb該研究團隊提出了一種以深溝槽、側邊曝光的金屬-氧化矽-矽三層MOS垂直結構;金屬層與矽晶層是元件的正極與負極,中間隔著絕緣氧化矽,www2.tvboxnow.com1 U7 w% i/ I( Z. X" u5 N# ^
而電子傳輸就是透過真空以垂直方向進行。此研究成果最近發表於7月1日出刊的《Nature Nanotechnology》期刊中,
- u( n) v5 b9 P$ L! ]4 ]; X9 t% A% Ktvb now,tvbnow,bttvb論文題為「具備真空通道的金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-oxide-semiconductor field effect transistor with a vacuum channel)」。
9 n7 |$ W- C9 F5 z TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; t$ x& V: J& S. P& p
以上研究成果也意味著回歸電子元件的起源;固態電晶體是在1947年發明,以取代體積笨重、可靠性不佳的真空管。
- q0 D- R3 B4 Z' f5 U" C過去也有人嘗試過以固態半導體製程技術,製作小型化的真空管式電子元件,但是此概念一直在克服高電壓需求,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。8 d) u& ^& N, i8 ~* i/ r! I. H' r' ^+ ?
以及與現有固態CMOS技術的相容性問題。 為此匹茲堡大學斯萬森工程學院(Swanson School of Engineering)教授Hong Koo Kim所率領的團隊,5 y0 j9 D0 I% |; I; b( J+ W
重新設計了真空管電子元件的架構;他的團隊成員還包括博士候選人 Siwapon Srisonphan 與博士後研究員Yun Suk Jung Kim。
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. G2 M$ j. o0 d3 {$ J公仔箱論壇該團隊發現,半導體元件中的電子若被捕捉至一個氧化物或是金屬層介面,就能輕易被提取至空氣中。 在材料介面裡的電子會形成一片電荷,
& \, C4 A2 U$ P2 M3 b1 r也就是一種二維電子氣(electron gas);而且Kim發現,電子之間的庫倫斥力(Coulombic repulsion),讓電子能容易地從矽散發出來。
. T9 O" x7 ?$ K. u/ |- FTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。這可催生一種低電壓元件,其內部的電子會在一個奈米級的通道中以彈道模式(ballistically)在空氣中遊走,不會有碰撞或是散射。
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根據論文的描述,該通道的長度約是20奈米,研究團隊並量測到20ns/ micron的跨導(transconductance),500開關比(on/off ratio),
9 C' `( |6 N* P2 mwww2.tvboxnow.com以及環境條件(ambient condition)下0.5V的導通閘極電壓(turn-on gate voltage)。 「這種電子系統至真空通道的發射,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; [" B* {$ B, x( H+ ~' s$ w
能實現全新的一系列低電壓、高速電晶體,而且這種電晶體能與目前的矽電子元件相容,為這些電子元件添加因為低電壓可帶來的更高速度與省電效益。」
* b% _% I' D) ?5 z1 owww2.tvboxnow.comKim表示。 參考原文: Researchers try vacuum transistors at low voltage,by Peter Clarke |