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掃除高電壓障礙 真空電晶體可望成真

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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。
! Z9 D/ c, B/ M* K7 ^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。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,
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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,* U) z" o) T1 }
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)」。
- c: d6 G4 E: N  a$ GTVBNOW 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。
% `5 u+ {8 V( U0 B! b8 c. _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。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。tvb now,tvbnow,bttvb8 U5 V; Z& P2 w% T$ v
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,
+ e( C5 Z5 q, e- v$ w+ w" _2 Atvb now,tvbnow,bttvb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,tvb now,tvbnow,bttvb3 r' M4 o& u4 I. m+ L/ ~" t+ C; L2 d- A
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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/ u% I0 F  E% R$ [# x/ A3 F, NTVBNOW 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。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,
+ u# \5 w) [- d2 p) {公仔箱論壇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。& w5 E! r1 i: a+ I
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。 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。7 s5 M8 O  E' T8 I& k8 [
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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),
1 e  {6 Z: C) d8 B$ s3 X- T% c% gtvb now,tvbnow,bttvb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,
5 r; S! D! A2 F4 |6 N, |3 k4 Gtvb now,tvbnow,bttvb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。」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。4 X, |; C8 J7 d8 p5 ?
Kim表示。 參考原文: Researchers try vacuum transistors at low voltage,by Peter Clarke
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