美研製出新型“4維”晶體(ti) 管

美國普渡大學和哈佛大學的研究人員推出了一項極為(wei) 應景的新發明：一種外形如同一顆聖誕樹一樣的新型晶體(ti) 管，其重要組件“門”（柵極）的長度縮減到了突破性的20納米。這個(ge) 被稱為(wei) “4維”晶體(ti) 管的新事物預告了半導體(ti) 工業(ye) 和未來計算機領域發展的潮流。該研究成果將於(yu) 2月8日至2日在舊金山舉(ju) 行的電子元器件會(hui) 議上以兩(liang) 篇論文的形式提交。

　　平麵結構的矽芯片晶體(ti) 管一直沿用了半個(ge) 多世紀，直至去年英特爾公司研發出垂直3維結構的晶體(ti) 管，才宣告邁入了3維立體(ti) 時代。但矽的電子遷移率存在局限性，普渡大學電氣和計算機工程教授葉培德（音譯）表示，若想進一步改進3維晶體(ti) 管，很可能需要用其他材料來取代矽，其中zui有前途的包括半導體(ti) 材料砷化銦镓。

　　新型“4維”晶體(ti) 管中的3根微型納米線，正是由潛力、可望在0年內(nei) 取代矽的砷化銦镓製成。納米線逐漸變細，形成了一個(ge) 類似聖誕樹的錐形橫截麵。葉培德形象地用樓房來比喻這種新工藝。“一個(ge) 平房可以容納很多人，但樓層越多，容納的人就越多，晶體(ti) 管也一樣。”他說，“將晶體(ti) 管堆疊起來，就能帶來通過電流更多、操作速度更快的高速運算。這種方法增加了一個(ge) 全新的層麵，因此我稱之為(wei) 4維。”

　　晶體(ti) 管通過“門”來實現開啟閉合，引導電流通過。“門”越小，意味著操作速度越快。在目前的3維矽晶體(ti) 管中，“門”的長度大約為(wei) 22納米（十億(yi) 分之一米），這種微小尺度的“門”在傳(chuan) 統平麵晶體(ti) 管上是無法正常工作的。工程師們(men) 還計劃研發出更小長度的“門”，但尺寸減小到不足0納米同時性能得到進一步提升，可能就需要采用矽以外的新材料了。

　　創建更小的晶體(ti) 管也需要找到一種新型絕緣體(ti) 作為(wei) 介質層來使“門”關(guan) 閉。據稱，當“門”的長度小於(yu) 4納米時，傳(chuan) 統晶體(ti) 管使用的介質就無法正常工作，晶體(ti) 管關(guan) 閉時會(hui) 發生漏電。

　　而此次開發出的新型晶體(ti) 管中的納米線塗上了與(yu) 以往不同的複合絕緣材料――一層4納米厚的鋁酸鑭，再加一層0.5納米厚的氧化鋁。葉培德說，新的超薄介質讓研究人員研製的這種砷化銦镓晶體(ti) 管擁有長度為(wei) 20納米的“門”，這是一個(ge) 裏程碑式的成果，有助於(yu) 研製速度更快、更緊湊和更的集成電路以及更輕、產(chan) 生更少熱量的筆記本電腦。