即时足球比分 超越硅：没有半导体的晶体管

几十年来，电子设备变得越来越小。 现在可以（甚至是例行公事）将数百万个晶体管放置在单个硅片上 芯片。

但是基于半导体的晶体管只能变得这么小。 “按照目前的速度 技术在进步，10年或20年内，它们将无法变得更小。” 足球比赛结果的物理学家 Yoke Khin Yap 说道。 “此外，半导体 还有另一个缺点：它们以热量的形式浪费了大量的能量。”

科学家们尝试了不同的晶体管材料和设计 为了解决这些问题，总是使用硅等半导体。早在2007年，叶 想尝试一些不同的东西，可能会打开电子新时代的大门。

“这个想法是使用纳米级绝缘体和纳米级金属来制造晶体管 在上面，”他说。 “原则上，你可以拿一块塑料并撒上一把 如果方法正确的话，可以在顶部添加金属粉末来制造设备。但我们正在努力 为了在纳米级上制造它，所以我们选择了纳米级绝缘体，氮化硼纳米管， 或 BNNT 作为基底。”

Yap 的团队已经找到了制作方法BNNT 的虚拟地毯，它恰好是绝缘体，因此具有很强的抗电荷能力。使用 然后，研究小组在激光上放置了小至三纳米的金量子点（QD） 穿过 BNNT 的顶部，形成 QD-BNNT。 BNNT 是完美的基底 对于这些量子点来说，由于它们的直径小、可控且均匀， 以及它们的绝缘性质。 BNNT 限制了可以沉积的点的大小。

与橡树岭国家实验室 (ORNL) 的科学家合作，他们发射了 在室温下，QDs-BNNT 两端都有电极，还有一些有趣的事情 发生了。电子非常精确地从一个金点跳跃到另一个金点，这是一种现象 称为量子隧道效应。

“想象一下纳米管是一条河，每岸都有一个电极。现在想象一下 河对岸的一些非常小的踏脚石，”Yap 说。 “电子跳跃 在金色的踏脚石之间。石头太小了，只能得到一个电子 一次在石头上。每个电子都以相同的方式通过，因此该设备始终处于 稳定。”

Yap 的团队制造了一种没有半导体的晶体管。当电压足够时 被施加时，它切换到导电状态。当电压低或开启时 关闭后，它恢复到作为绝缘体的自然状态。

此外，没有“泄漏”：金点中的电子没有逃逸到 绝缘 BNNT，从而保持隧道通道凉爽。相比之下，硅 容易发生泄漏，这会浪费电子设备的能量并产生大量 的热量。

足球比赛结果表示，其他人已经制造了利用量子隧道效应的晶体管 物理学家 John Jaszczak 为 Yap 的实验开发了理论框架 研究。然而，这些隧道设备只能在以下条件下工作： 阻止典型的手机用户。

“它们只能在液氦温度下运行，”Jaszczak 说。

Yap 的金纳米管装置的秘密在于其亚微观尺寸：一微米 长，宽约20纳米。 “金岛必须达到纳米量级 Jaszczak 说：“在室温下控制电子。” “如果他们是 太大了，太多的电子可以流动。”在这种情况下，越小确实越好：“工作 纳米管和量子点可以让您达到电子设备所需的规模。”

“理论上，这些隧道通道可以缩小到几乎零维度 当电极之间的距离减小到一微米的一小部分时，” 叶说。

Yap 已申请该技术的完整国际专利。  

他们的工作在文章“中进行了描述”，6 月 17 日在线发表在《Advanced Materials》杂志上。除了 Yap 和 Jaszczak 之外， 合著者包括研究科学家张东彦、博士后研究员 Chee Huei Lee 和 Jiesheng Wang，以及研究生 Madhusudan A. Savaikar、Boyihao， 和足球比赛结果的道格拉斯·班亚伊（Douglas Banyai）；秦胜勇、Kendal W. Clark 和李安平 橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心；和胡安·卡洛斯·伊德罗博 橡树岭国家实验室材料科学与技术部。

这项工作由美国能源部基础能源科学办公室资助 能源（奖项# DE-FG02-06ER46294，PI：Y.K.Yap），部分在 ORNL 进行（项目 CNMS2009-213 和 CNMS2012-083，PI：Y.K.Yap)。

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