類DNA螺旋結構材料可造更小晶體管

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【大紀元2020年02月16日訊】(大紀元記者張妮編譯)科學家利用稀土元素碲造出一種一維的像DNA一樣螺旋結構的材料,可以製造更小的晶體管。

在過去幾年裡,實驗室內造出的晶體管越來越小,研究人員目標造出只有一個原子那麼大的晶體管。這項近期發表在《自然-電子》(Nature Electronics)期刊上的研究,發明了直徑只有2納米的場效應晶體管。目前市場上主流的硅晶體管,直徑在10~20納米左右。

2018年,普渡大學(Purdue University)研究組發現二維碲材料晶體管,電流性能大幅提高。進一步研究發現,碲的另一種一維結構可以讓造出的晶體管更小。如果造出微細的納米線,外面用納米管包裹起來,就可以造出接近原子體積的場效應晶體管。

於是研究人員造出由一個個碲原子連在組成的一維碲原子鏈,在電子顯微鏡下發現它們像蛇一樣蠕動。研究者稱,碲原子組對綁定結合成DNA一樣螺旋鏈狀結構,再通過范德華力疊加在一起,組成碲晶體。

研究者之一普渡大學電氣與計算機工程學教授葉培德(Peide Ye)說,范德華力使得碲和其它材料相比,作為單原子鏈納米線更有效,因為它更容易裝進納米管中。

由於納米管的開口不能比一個原子更小,碲原子螺旋鏈可以造出理想細小的納米線,從而造出更小的晶體管。

合作方密歇根理工大學為這種材料提供了氮化硼納米管作為包裹材料,作為隔層,造出晶體管。

這項研究的投資方、美軍陸軍研究室項目經理秋(Joe Qiu)說:「這項研究展示了這些晶體管造出更節能、更快電腦的潛力,這個技術在軍方有重要用途。」◇

責任編輯:朱涵儒

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