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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。
! X' t! _' A! ]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，* j7 i+ _- s: W2 ]/ w
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，
4 }% r% n+ Z( h, f: |/ @5 W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)」。 公仔箱論壇6 M7 @3 I) V% r( b9 k. n6 i. }1 v$ p
$ z3 j8 T) m/ p! Q6 P7 d" H" c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。
! B, p! X; M6 x8 r! t+ W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。6 Q' E/ C# u: }1 Q4 J
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，
3 X0 ] m$ t/ g j% p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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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，0 T- ]" }3 N6 v3 f1 A8 V
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。
6 C5 e$ }/ Y. z/ t* K4 Gwww2.tvboxnow.com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。 $ v8 ?5 w9 i T6 ?: e' t0 t
! P+ h& Q b2 L7 [: d2 d; e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)，( e. m+ H$ @ D: o/ v0 G& S
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，" p3 o- j6 F5 I+ m; S: H3 g
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。」6 i& P" B: g' f8 b% K) C$ }% T4 f
Kim表示。 參考原文： Researchers try vacuum transistors at low voltage，by Peter Clarke |
發表於 2012-7-4 09:19 AM
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發表於 2012-7-8 09:36 PM
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