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类DNA螺旋结构材料可造更小晶体管

2020年2月16日7:25 环球解密

    科学家利用稀土元素碲造出一种一维的像DNA一样螺旋结构的材料,可以制造更小的晶体管。

    在过去几年里,实验室内造出的晶体管越来越小,研究人员目标造出只有一个原子那么大的晶体管。这项近期发表在《自然-电子》(Nature Electronics)期刊上的研究,发明了直径只有2纳米的场效应晶体管。目前市场上主流的硅晶体管,直径在10~20纳米左右。

    2018年,普渡大学(Purdue University)研究组发现二维碲材料晶体管,电流性能大幅提高。进一步研究发现,碲的另一种一维结构可以让造出的晶体管更小。如果造出微细的纳米线,外面用纳米管包裹起来,就可以造出接近原子体积的场效应晶体管。

    于是研究人员造出由一个个碲原子连在组成的一维碲原子链,在电子显微镜下发现它们像蛇一样蠕动。研究者称,碲原子组对绑定结合成DNA一样螺旋链状结构,再通过范德华力叠加在一起,组成碲晶体。

    研究者之一普渡大学电气与计算机工程学教授叶培德(Peide Ye)说,范德华力使得碲和其它材料相比,作为单原子链纳米线更有效,因为它更容易装进纳米管中。

    由于纳米管的开口不能比一个原子更小,碲原子螺旋链可以造出理想细小的纳米线,从而造出更小的晶体管。

    合作方密歇根理工大学为这种材料提供了氮化硼纳米管作为包裹材料,作为隔层,造出晶体管。

    这项研究的投资方、美军陆军研究室项目经理秋(Joe Qiu)说:“这项研究展示了这些晶体管造出更节能、更快电脑的潜力,这个技术在军方有重要用途。”

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