本报讯 美国研究人员在最新一期《应用物理通讯》上宣布,已研制出目前最快的晶体管,为研制新一代超级电子芯片铺平了道路。
美国伊利诺依大学的两位科学家在显微镜下才可看见的微型装置上,将两种不同的半导体材料小心地掺杂在一起,制成了这枚打破该领域世界纪录的晶体管。这枚晶体管长度不到5纳米,运转速度达到了604GHz,也就是每秒执行6040亿次操作。
科学家米尔顿•冯和瓦利德•哈菲斯制造出的是一个双极结晶体管(三极管),它由三段组成,中间是基级,两侧分别是发射极和集电极。改变从基级到发射极的电流可以控制发射极到集电极的电流。
在制作这个特殊晶体管的过程中,研究人员小心地将两种不同的晶状半导体材料———磷化铟晶体和铟砷化镓晶体掺杂在一起。他们通过精确地控制集电极的掺杂过程来影响晶体结构,从而使电子更容易通过———这也是提高晶体管效率的关键步骤。哈菲斯说:“通过增加集电极各层材料中的铟含量,迁移率也随之增大,这意味着电子在集电极中移动速度更快。”这种掺杂还有另一个好处。“电子不但在集电极中移动速度更快,而且它们可以在被原子吸引而减速之前以非常高的速度移动更长的距离。”
晶体管是电路中的基本部件,它们可以起到微小电子开关或电流放大器等多种作用。在
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