全新纳米级3D晶体管面世

2024/11/15 9:32:47 材料来源：科技日报

据科技日报报道，近日，美国麻省理工学院团队利用超薄半导体材料，成功研制出一种全新的纳米级3D晶体管。这是迄今已知最小的3D晶体管，其性能和功能可比肩甚至超越现有硅基晶体管，将为高性能节能电子产品的研制开辟新途径。相关论文发表于《自然·电子学》杂志。

据悉，团队利用由锑化镓和砷化铟组成的超薄半导体材料，研制出的这款新型3D晶体管，不仅性能与目前最先进的硅晶体管相当，还能在远低于传统晶体管的电压下高效运行。

此外，团队还将量子隧穿原理引入新型晶体管架构内。在量子隧穿现象中，电子可以穿过而非翻越能量势垒，这使得晶体管更容易被打开或关闭。为进一步降低新型晶体管“体型”，他们创建出直径仅为6纳米的垂直纳米线异质结构。测试结果显示，新型晶体管可以更快速高效地切换状态。与类似的隧穿晶体管相比，其性能更是提高了20倍。

这款新型晶体管充分利用了量子力学特性，在几平方纳米内同时实现了低电压操作以及高性能表现。由于该晶体管尺寸极小，因此可将更多该晶体管封装在计算机芯片上，这将为研制出更高效、节能且功能强大的电子产品奠定坚实基础。目前，团队正致力于改进制造工艺，以确保整个芯片上晶体管性能的一致性。同时，他们还积极探索其他3D晶体管设计，如垂直鳍形结构等。

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