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掃除高電壓障礙 真空電晶體可望成真


4 w3 v( ]9 l, C: Vwww2.tvboxnow.com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。
, m4 U$ ^3 ]6 X; w; a& h; e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,
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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,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。* w7 C' d8 n4 K- U" g7 u
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)」。 ! A4 t" G6 I4 \- d& L

( C/ z/ b# P/ N* O* J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。
5 f4 _! z7 F3 Y/ q0 NTVBNOW 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。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,
/ \7 F$ g% u" w* E' |. g' Gtvb now,tvbnow,bttvb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,
) x7 i. y6 t0 z' x, V. Ttvb now,tvbnow,bttvb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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$ z% g# F5 _9 Y# ^+ W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,
, t# H7 ^  C3 M, W, F公仔箱論壇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。& d' [- v  _' [6 j
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。 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。( g( D  a+ q& {  D) E' y5 J% N; \

' g8 D; Q, F' F! i) X9 d6 Z1 V. @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),
/ r, L% X* I- Ntvb now,tvbnow,bttvb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,
$ G" I1 Z7 N" A! n' t6 v# x5 mwww2.tvboxnow.com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。」: z- S# E9 a' e
Kim表示。 參考原文: Researchers try vacuum transistors at low voltage,by Peter Clarke
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