随着物理极限的临近，人们普遍认为摩尔定律，即可以进入集成电路的硅晶体管数量每两年增加一倍，将于2025年左右失效。
但是澳大利亚墨尔本皇家理工大学(RMIT University)的研究人员认为，他们开发的金属基地发射空气通道晶体管(ACT)可以在20年内维持摩尔定律。ACT设备不需要半导体。
相反，在两个面内使用对称的金属电极(源极和漏极)分离小于35纳米的空气间隙，底部用金属门调整发射场。纳米大小的空气间隙宽度小于空气中电子的平均自由路径，因此电子可以在室温下通过空气，而不会散射。“与需要用硅作为底座的传统晶体管不同，我们的部件使用自下而上制造方法。
如果能确定最佳的空气间隙，就能建立完整的3D晶体管网络。12月发表在Nano Letters上的新晶体管论文的第一作者Shruti Nirantar说。“这意味着不追求小型化，而是集中在紧凑的3D体系结构上，每单位可以使用更多的晶体管。
用金属和空气代替半导体作为晶体管的主要组成部分有很多优点。RMIT功能材料和微系统研究组的候选人Nirantar博士说。制造晶体管基本上是铺设发射器和收集器，限制空气间隙的单阶段过程。ACT生产工艺使用标准硅制造工艺，但不需要掺杂、热处理、氧化、硅化物形成等一系列步骤，生产成本大幅削减。
另外，用金属代替硅意味着这些ACT部件可以在所有介质表面制造，下面的衬里可以利用底部金属网格有效地调节从源极到泄漏极的发射电流。“ACT装置可以建在超薄玻璃、塑料和弹性体上，”Niranta说。
“因此，它可以应用于可穿戴设备。
“交换空间电路的固态通道晶体管是另一个潜在应用。由于电子在电极之间流动，就像在真空中流动一样，辐射不会影响通道特性，因此ACT设备可以应用于极端辐射和宇宙环境。现在，研究人员测试了多种来源和漏水构成，并获得了理论证据，证明使用更具耐性的材料来提高零部件稳定性和提高效率是下一步。
在制作ACT原型时，研究人员使用电子束光刻及薄膜沉积，钨、金、钨是首选金属。Niranta表示：“由于电极金属端可以集中电场局部融化，因此还需要优化工作电压。”“这降低了他们的清晰度和发射效率。
因此，我们正在研究提高集电极效率、减少发射极压力的方法。“她相信这将在未来两年内完成。展望未来，Niranta指出，ACT的理论速度在太赫兹范围内约为目前半导体零部件工作速度的1万倍。
因此，为了证明其操作局限性，还需要进一步的研究。她补充道，“商业化的情况下，Niranta表示，在产业领域获得产业制造设备及相关支持是扩展3D晶体管网络的必要条件。有了这些支持和充足的研究经费，商用级金属基地发射空气通道晶体管有可能在10年内开发出来，这是一个大致的时间。如果找到合适的合作对象，这一切都可能发生得更快。”
mosfet驱动芯片:https://www.zg886.cn/
半导体器件:https://www.zg886.cn/
扫码咨询
扫码咨询