智能手機包含數十億個被稱為晶體管的微小開關。這些開關讓人們可以處理除打電話以外的無數任務,比如發送短信、在社區導航和自拍。它們包括一個導電通道,其電導率可通過一個柵終端改變。而柵終端通過一個只有5~6個原子厚的介電薄膜,從通道中被分離出來。
根據摩爾定律,過去50年間晶體管一直在小型化。摩爾定律觀察到,一塊芯片上的晶體管數量約每18個月增加一倍,成本則減半。但如今,人們已經面臨不能再進一步擴大晶體管的局面。
在美國物理聯合會(AIP)下屬《應用物理快報》上,研究人員回顧了負電容場效應晶體管(NC-FETs)的發展。NC-FETs是一種新的器件概念。它表明,只需添加一層薄薄的鐵電材料,便可以大大提高傳統晶體管的效率。如果投入使用,同樣的芯片可以計算更多,并且需要更少的頻繁充電。
在上述文章中,研究人員總結了NC-FETs的最新研究成果,以及文獻中報道的各種實驗需要一致和連貫的問題。
“NC-FETs最初是由我的同事Supriyo Datta和研究生Sayeef Salahuddin提出的。他現在是加州大學伯克利分校的教授。”普渡大學電氣和計算機工程教授Muhammad Ashraful Alam介紹說。
從一開始,Alam就發現NC-FETs的概念很有趣,它不僅解決了為半導體行業尋找新的電子開關這一迫切問題,還是一個針對被共同稱為“朗道開關”的廣義類相變裝置的概念性框架。
“最近,當我的同事兼合著者Peide Ye教授開始實驗展示這些晶體管時,我有機會與他合作,探索這種設備技術的有趣特性。”Alam 表示,“我們的文章總結了和這個話題相關的‘理論—實驗’觀點。”
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