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半导体和电子

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纳米管晶体管加速

美国的工程师已经用碳纳米管制造出了第一款高速晶体管。加州大学尔湾分校的彼得·伯克(Peter Burke)和同事展示了他们的设备–它由夹在两个金电极之间的单壁碳纳米管组成–在极快的微波频率下运行。结果是努力开发可用于替代一系列电子应用中的硅的纳米电子元件的重要一步(S Li 等。 2004 纳米莱特。 4 753).

高速纳米晶体管

常规微电子电路中的特征尺寸越来越小,看起来已经达到了十年左右硅基本性能所施加的极限。碳纳米管的半导体特性–卷起直径仅几纳米的石墨片–碳纳米管已经成为制造硅的有前途的替代品,并且纳米管已经用于制造各种电子组件,包括二极管和场效应晶体管。

常规晶体管具有三个端子:源极,漏极和栅极。栅极控制通常由半导体材料制成的晶体管中心区域的电子密度。如果电子密度高,电流将从源极流向漏极。但是,如果电子密度低,则电流不会流动。该特性允许晶体管作为开关工作。

伯克(Burke)及其同事通过将半导体单壁纳米管夹在金制成的源电极和漏电极之间来制造晶体管(见图)。当他们改变器件中的栅极电压时,他们发现电路工作在2.6 GHz(2.6 x 109 赫兹)。这意味着电流可以在约0.1纳秒内接通和关断,使其成为迄今为止最快的纳米管晶体管。

目前,该设备只能在4开尔文温度下工作,但Burke相信可以在室温下工作。此外,他认为可以使晶体管在更高的频率下开关。“我估计这些晶体管的理论速度极限应为太赫兹(1012 赫兹),” he said. “这大约是现代计算机速度的1000倍。”

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