首個(gè)10納米以下碳納米管晶體管問世
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2月2日(北京時(shí)間)報(bào)道瑟毡,來自IBM、蘇黎世理工學(xué)院和美國普渡大學(xué)的工程師近日表示矿退,他們構(gòu)建出了首個(gè)10納米以下的碳納米管(CNT)晶體管伸果,而這種尺寸正是未來十年計(jì)算技術(shù)所需的。這種微型晶體管能有效控制電流跪篷,在極低的工作電壓下刊搁,仍能保持出眾的電流密度,甚至可超過同尺寸性能最好的硅晶體管的表現(xiàn)桃姐。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在最新一期的《納米快報(bào)》雜志上钻局。
很多科研小組都致力研發(fā)小尺寸的晶體管,以切合未來計(jì)算技術(shù)對(duì)于更小口柳、更密集的集成電路的需要苹粟。但現(xiàn)有的硅基晶體管一旦尺寸縮小有滑,就會(huì)失去有效控制電流的能力,即產(chǎn)生所謂的“短溝道效應(yīng)”嵌削。
在新研究中毛好,科研人員舍棄硅改用單壁碳納米管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。碳納米管具有出色的電氣性能和僅為直徑1納米至2納米的超薄“身軀”苛秕,這使其在極短的通道長度內(nèi)也能保持對(duì)電流的閘門控制睛榄,避免“短溝道效應(yīng)”的生成。而IBM團(tuán)隊(duì)研制的10納米以下碳納米管晶體管首次證明了這些優(yōu)勢(shì)想帅。
科學(xué)家表示场靴,理論曾預(yù)測超薄的碳納米管將失去對(duì)于電流的閘門控制,或減少輸出時(shí)的漏極電流飽和港准,而這都會(huì)導(dǎo)致性能的降低旨剥。此次研究的最大意義在于,證明了10納米以下的碳納米管晶體管也能表現(xiàn)良好浅缸,且優(yōu)于同等長度性能最佳的硅基晶體管轨帜,這標(biāo)志著碳納米管可成為規(guī)模化生產(chǎn)晶體管的可行備選庵坛。
工程師在同一個(gè)納米管上制造出若干個(gè)獨(dú)立的晶體管梯匈,其中最小一個(gè)的通道長度僅為9納米,而這個(gè)晶體管也表現(xiàn)出了極好的轉(zhuǎn)換行為和漏極電流飽和恼睹,打破了理論的預(yù)言士涤。當(dāng)與性能最佳,但設(shè)計(jì)和直徑不同的10納米以下硅基晶體管進(jìn)行對(duì)比時(shí)狞衷,9納米的碳納米管晶體管具有的直徑歸一化(漏)電流密度剩耸,可達(dá)到硅晶體管的4倍以上。而且其所處的工作電壓僅為0.5伏久耍,這對(duì)于降低能耗十分重要士宏。此外,超薄碳納米管晶體管的極高效能也顯示出了其在未來計(jì)算技術(shù)中大規(guī)模使用的潛力椭皿。
編者語:沒人不愛便攜掐悄。所以電子元件抗拒不了“越縮越小”的命運(yùn)。但對(duì)于碳納米管晶體管刻渔,性能和尺寸卻在“鬧矛盾”:既往理論認(rèn)為帅刀,如果縮到了15納米以下的長度,那載體有效質(zhì)量相對(duì)于其它半導(dǎo)體來說婿斥,就太小了劝篷,從而非常容易就隧穿和滲入設(shè)備——不受控制,這是身為電子元件所最不被看好的。不過娇妓,現(xiàn)在工程師們搞定了它像鸡,據(jù)其論文講,問題發(fā)生在碳納米管金屬觸點(diǎn)的物理模型有所不足哈恰,而此前的研究均忽視了這一點(diǎn)只估,沒人仔細(xì)觀察電子在通過那小小交界處時(shí)發(fā)生了什么。
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