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掃除高電壓障礙 真空電晶體可望成真


8 w3 s& J) h7 u; D) I0 _* M美國匹茲堡大學的研究人員研發了一種元件結構,相較於目前的固態,能讓開關(switch)以真空狀態做為電晶體內的電子傳輸介質。
% A+ F8 B6 _: a: O2 R. N' b! i該研究團隊提出了一種以深溝槽、側邊曝光的金屬-氧化矽-矽三層MOS垂直結構;金屬層與矽晶層是元件的正極與負極,中間隔著絕緣氧化矽,

0 \; w; `+ u4 o/ g4 \os.tvboxnow.com而電子傳輸就是透過真空以垂直方向進行。此研究成果最近發表於7月1日出刊的《Nature Nanotechnology》期刊中,  V; U1 q& G) K  S0 R, f
論文題為「具備真空通道的金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-oxide-semiconductor field effect transistor with a vacuum channel)」。 tvb now,tvbnow,bttvb! C$ b$ C$ T& _  L

8 V7 S: V% f5 P1 g( q9 Jtvb now,tvbnow,bttvb以上研究成果也意味著回歸電子元件的起源;固態電晶體是在1947年發明,以取代體積笨重、可靠性不佳的真空管。
5 W1 q( K. h3 k4 C1 Z/ u# t# ?0 t  l- B! ?公仔箱論壇過去也有人嘗試過以固態半導體製程技術,製作小型化的真空管式電子元件,但是此概念一直在克服高電壓需求,tvb now,tvbnow,bttvb4 B+ ~. [+ F- P0 s  H- ?$ T0 J
以及與現有固態CMOS技術的相容性問題。 為此匹茲堡大學斯萬森工程學院(Swanson School of Engineering)教授Hong Koo Kim所率領的團隊,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。' w  U$ s! s/ I5 s1 u
重新設計了真空管電子元件的架構;他的團隊成員還包括博士候選人 Siwapon Srisonphan 與博士後研究員Yun Suk Jung Kim。
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* m+ A% s9 s0 E; _  L1 B該團隊發現,半導體元件中的電子若被捕捉至一個氧化物或是金屬層介面,就能輕易被提取至空氣中。 在材料介面裡的電子會形成一片電荷,os.tvboxnow.com2 k3 k8 A4 c$ V/ x6 n
也就是一種二維電子氣(electron gas);而且Kim發現,電子之間的庫倫斥力(Coulombic repulsion),讓電子能容易地從矽散發出來。公仔箱論壇7 M6 m: b2 y. L6 Q# q
這可催生一種低電壓元件,其內部的電子會在一個奈米級的通道中以彈道模式(ballistically)在空氣中遊走,不會有碰撞或是散射。
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0 m" @' x: F' B1 ]0 G% n! I根據論文的描述,該通道的長度約是20奈米,研究團隊並量測到20ns/ micron的跨導(transconductance),500開關比(on/off ratio),
5 j( g! z. B8 i5 A6 s7 k- i$ r以及環境條件(ambient condition)下0.5V的導通閘極電壓(turn-on gate voltage)。 「這種電子系統至真空通道的發射,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 V2 c8 [( J* P, F; z
能實現全新的一系列低電壓、高速電晶體,而且這種電晶體能與目前的矽電子元件相容,為這些電子元件添加因為低電壓可帶來的更高速度與省電效益。」
; \7 A. r% ?7 [: a# ]# S) etvb now,tvbnow,bttvbKim表示。 參考原文: Researchers try vacuum transistors at low voltage,by Peter Clarke
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