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,可以製造更小的電晶體。
在過去幾年裡,實驗室內造出的電晶體越來越小,研究人員目標造出只有一個原子那麼大的電晶體。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奈米的場效應電晶體。目前市場上主流的矽電晶體,直徑在10~20奈米左右。
2018年,普渡大學(Purdue University)研究組發現二維碲材料電晶體,電流效能大幅提高。進一步研究發現,碲的另一種一維結構可以讓造出的電晶體更小。如果造出微細的奈米線,外面用奈米管包裹起來,就可以造出接近原子體積的場效應電晶體。
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,碲原子組對繫結結合成DNA一樣螺旋鏈狀結構,再通過範德華力疊加在一起,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,範德華力使得碲和其它材料相比,作為單原子鏈奈米線更有效,因為它更容易裝進奈米管中。
由於奈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奈米線,從而造出更小的電晶體。
合作方密歇根理工大學為這種材料提供了氮化硼奈米管作為包裹材料,作為隔層,造出電晶體。
這項研究的投資方、美軍陸軍研究室專案經理秋(Joe Qiu)說:“這項研究展示了這些電晶體造出更節能、更快電腦的潛力,這個技術在軍方有重要用途。”
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