智能手機(jī)包含數(shù)十億個(gè)被稱為晶體管的微小開關(guān)。這些開關(guān)讓人們可以處理除打電話以外的無(wú)數(shù)任務(wù),比如發(fā)送短信、在社區(qū)導(dǎo)航和自拍。它們包括一個(gè)導(dǎo)電通道,其電導(dǎo)率可通過(guò)一個(gè)柵終端改變。而柵終端通過(guò)一個(gè)只有5~6個(gè)原子厚的介電薄膜,從通道中被分離出來(lái)。
根據(jù)摩爾定律,過(guò)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(shù)量約每18個(gè)月增加一倍,成本則減半。但如今,人們已經(jīng)面臨不能再進(jìn)一步擴(kuò)大晶體管的局面。
在美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)(AIP)下屬《應(yīng)用物理快報(bào)》上,研究人員回顧了負(fù)電容場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NC-FETs)的發(fā)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(tǒng)晶體管的效率。如果投入使用,同樣的芯片可以計(jì)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(jié)了NC-FETs的最新研究成果,以及文獻(xiàn)中報(bào)道的各種實(shí)驗(yàn)需要一致和連貫的問(wèn)題。
“NC-FETs最初是由我的同事Supriyo Datta和研究生Sayeef Salahuddin提出的。他現(xiàn)在是加州大學(xué)伯克利分校的教授。”普渡大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程教授Muhammad Ashraful Alam介紹說(shuō)。
從一開始,Alam就發(fā)現(xiàn)NC-FETs的概念很有趣,它不僅解決了為半導(dǎo)體行業(yè)尋找新的電子開關(guān)這一迫切問(wèn)題,還是一個(gè)針對(duì)被共同稱為“朗道開關(guān)”的廣義類相變裝置的概念性框架。
“最近,當(dāng)我的同事兼合著者Peide Ye教授開始實(shí)驗(yàn)展示這些晶體管時(shí),我有機(jī)會(huì)與他合作,探索這種設(shè)備技術(shù)的有趣特性。”Alam 表示,“我們的文章總結(jié)了和這個(gè)話題相關(guān)的‘理論—實(shí)驗(yàn)’觀點(diǎn)。”
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