[导读]一种新型晶体管使更快、更低功耗的计算器件成为可能,可用于类似敏捷传感器网络、植入式医疗电子技术和高机动式计算等能量受限领域。近带隙隧道场效应晶体这种新型器件采用量子机制,电子遂穿超薄能量势垒,可以低电
一种新型晶体管使更快、更低功耗的计算器件成为可能,可用于类似敏捷传感器网络、植入式医疗电子技术和高机动式计算等能量受限领域。近带隙隧道场效应晶体这种新型器件采用量子机制,电子遂穿超薄能量势垒,可以低电压产生高电流。
宾夕法尼亚州立大学、美国国家标准技术研究院以及专业晶片制造商IQE公司在国际电子器件会议(IEDM)上联合宣布了这一发现。IEDM会议汇集了全部来自主要芯片公司的代表,是一个广受认可的论坛,用于报告半导体和电子技术方面取得的突破性进展。
芯片制造商正在寻找继续缩小晶体管尺寸的方法,并力图在给定的面积内封装更多晶体管。隧道场效应晶体管被认为有望替代当前的CMOS器件。当前面对的主要技术挑战是随着尺寸减少,晶体管工作所需的功耗未能同步减少,结果导致电池消耗更快,产生更多热量,给电路带来不利影响。多种采用非标准硅材料的新型晶体管结构正被研究,用于克服能耗挑战。
宾夕法尼亚大学的研究生BijeshRajamohanan表示:“此前,该晶体管已在我们的实验室进行开发,用于在逻辑电路中替代MOSFET晶体管,可克服功耗问题。目前,我们的研究又向前迈进了一步,展示了该晶体管的高频工作能力,使其可用于功率极其受限的应用,如植入到人体中的用于处理和收发信息的电子器件。”
产生更多的功耗和热量的植入式器件会伤害被监控的机体组织,同时会更快耗尽电池,需要更频繁的电池更换手术。电子工程教授SumanDatta领导的研究团队利用铟镓砷和镓砷锑材料使能带接近于零—或称为近带隙,使电子能够按预期遂穿通过势垒。为改善放大率,研究人员将所有连接转移到垂直晶体管顶部的同一外表面上。
该器件的研究,是美国国家科学基金会通过纳米系统工程研究中心资助“一体化传感器及技术先进自供电系统”(NERC-ASSIST)这一更大计划的一部分。ASSIST计划的更大目标,是发展不使用电池、由人体供电的可穿戴式健康监控系统。参与研究的单位包括宾夕法尼亚大学、被卡罗莱纳州立大学、弗吉尼亚大学、佛罗里达国际大学。
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