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掃除高電壓障礙 真空電晶體可望成真


' b, j+ N2 A* ?0 u9 VTVBNOW 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。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。 os.tvboxnow.com( e3 t" E+ D+ z; K+ _# Y! p! A8 s
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,

- v7 j  ^% [: e) cos.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,
$ d5 h1 \# u4 X9 C( S* \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)」。 + y3 u+ R+ J/ f- }: H2 B- h
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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。os.tvboxnow.com0 l, N/ ], h/ A) ?1 B
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,- y/ D, I1 e8 T! w; y0 `  r( ?& t
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,
6 C6 V& p1 [; {/ E/ YTVBNOW 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。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。% L' d2 ?3 H) V0 b5 _
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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,
3 k1 o  c2 t6 r/ yTVBNOW 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。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。
0 U4 Y# s# L& q6 {. V公仔箱論壇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。 9 U' }+ C  |8 B  F: ]

& `7 t  }6 D4 ?* m9 h8 G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),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。8 S% I- k5 y$ `3 ?. x
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,tvb now,tvbnow,bttvb) @" X% G8 n0 I5 O1 q
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。」. a/ j8 C( p/ o/ ?' o& e& `
Kim表示。 參考原文: Researchers try vacuum transistors at low voltage,by Peter Clarke
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