世界最小電晶體問世 柵極長度僅一奈米

2021-09-23 09:41:21 字數 620 閱讀 4165

在7日出版的《科學》雜誌上,一美國研究小組發表**稱,他們利用碳奈米管和二硫化鉬(mos2),成功製出目前世界最小電晶體,其柵極長度僅有1奈米,這一僅是人類髮絲直徑五萬分之一的尺度,遠低於矽基電晶體柵極長度最小5奈米的理論極值。

製出更小的電晶體,是半導體行業一直努力的方向,柵極長度則被認為是衡量電晶體大小的標準。目前,市面上高階電子產品所用電晶體多為柵極20奈米的矽基電晶體,而業界普遍認為,柵極小於5奈米的電晶體無法正常工作。為克服矽的侷限性,美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室研究員阿里·賈維領導的研究小組,把目光瞄向了二硫化鉬和碳奈米管。

二硫化鉬與矽一樣具有晶體晶格結構,但與矽相比,二硫化鉬的導電性更易控制,且可被加工成只有0.65奈米厚的、介電常數(又稱電容率)較低的薄層,可算是理想的電晶體材料。而用直徑只有1奈米的碳奈米管做柵極,則是充分考慮製造工藝難度的結果。因為製造只有1奈米的微小結構並不是一件容易的事,傳統的光刻技術無法很好完成這樣的工作。研究小組的測試表明,以碳奈米管作為柵極的二硫化鉬電晶體,可有效地控制電流。即使柵極只有1奈米,其電氣效能表現依然良好。

賈維表示,柵極只有1奈米的電晶體是目前世界上最小的電晶體。同時研究也表明,材料科學會為電子產品小型化提供更多的空間。只要找到合適的半導體材料,構建合適的結構,摩爾定律在未來一段時間內還依然可以有效。

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