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展望未来:对变形晶体管进行长达十年的追求

2019-03-29 15:07:32来源:

智能手机包含数十亿个称为晶体管的微型开关,它们使我们能够处理除了拨打电话之外的无数任务 - 发送文本,导航社区,捕捉自拍和谷歌搜索名称。这些开关包括导电沟道,其导电性可以通过栅极端子改变,栅极端子通过仅为5至6个原子厚度的介电膜与沟道隔开。

根据摩尔定律,晶体管在过去50年中已经小型化,观察到芯片上的晶体管数量大约每18个月翻一番,而成本却降低了一半。但是我们现在已经达到了晶体管无法继续扩展的程度。

在AIP出版社的应用物理快报杂志上,研究人员回顾了负电容场效应晶体管(NC-FET),这是一种新的器件概念,它表明传统的晶体管可以通过简单地添加一层薄薄的铁电材料来提高效率。如果它工作,相同的芯片可以计算更多,但需要较少的电池充电。

该技术的物理特性正在全世界范围内进行评估,在他们的文章中,研究人员总结了NC FET的最新工作,以及对报告的各种实验的自洽和连贯解释的需求。文献。

“NC FET最初由我的同事教授Supriyo Datta和他的研究生Sayeef Salahuddin提出,他现在是加州大学伯克利分校的教授,”普渡大学电气和计算机工程教授Muhammad Ashraful Alam说。

从一开始,Alam发现NC-FET的概念很有趣 - 不仅因为它解决了为半导体行业寻找新电子开关的紧迫问题,而且因为它作为广泛阶段的概念框架。 - 转换设备统称为“Landau交换机”。

“最近,当我的同事和共同作者教授Peide Ye开始实验性地演示这些晶体管时,这是一个与他一起探索这种器件技术的深刻有趣特征的机会,”Alam说。“我们的文章总结了我们关于这个主题的'理论家 - 实验主义者'观点。”

研究人员表示,尽管有数百篇论文发表在论文上,但准静态数控系统的有效性和NC-FET的频率可靠性限制仍然备受争议。

如果最终证明并集成到现代IC中,NC-FET晶体管的影响将是变革性的。“鉴于潜力,需要对设备概念进行系统分析,”Ye说。“我们发现来自不同群体的数据分散很广,研究人员正在使用截然不同的技术来描述他们的设备。这需要对现有数据集进行综合全面的分析。”

研究人员希望他们的工作能够将社区聚集在一起,为实现这一有前景的技术提出协调进展的方法。