作者:Ali Javey 来源:《科学》 发布时间:2016/10/9 14:23:48
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栅极长度仅1纳米的晶体管问世

 

在7日出版的《科学》杂志上,一美国研究小组发表论文称,他们利用碳纳米管和二硫化钼(MoS2),成功制出目前世界最小晶体管,其栅极长度仅有1纳米,这一仅是人类发丝直径五万分之一的尺度,远低于硅基晶体管栅极长度最小5纳米的理论极值。

制出更小的晶体管,是半导体行业一直努力的方向,栅极长度则被认为是衡量晶体管大小的标准。目前,市面上高端电子产品所用晶体管多为栅极20纳米的硅基晶体管,而业界普遍认为,栅极小于5纳米的晶体管无法正常工作。为克服硅的局限性,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室研究员阿里·贾维领导的研究小组,把目光瞄向了二硫化钼和碳纳米管。

二硫化钼与硅一样具有晶体晶格结构,但与硅相比,二硫化钼的导电性更易控制,且可被加工成只有0.65纳米厚的、介电常数(又称电容率)较低的薄层,可算是理想的晶体管材料。而用直径只有1纳米的碳纳米管做栅极,则是充分考虑制造工艺难度的结果。因为制造只有1纳米的微小结构并不是一件容易的事,传统的光刻技术无法很好完成这样的工作。研究小组的测试表明,以碳纳米管作为栅极的二硫化钼晶体管,可有效地控制电流。即使栅极只有1纳米,其电气性能表现依然良好。

贾维表示,栅极只有1纳米的晶体管是目前世界上最小的晶体管。同时研究也表明,材料科学会为电子产品小型化提供更多的空间。只要找到合适的半导体材料,构建合适的结构,摩尔定律在未来一段时间内还依然可以有效。(来源:科技日报 刘海英)

 
 
 
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