首个10纳米以下碳纳米管晶体管问世
在新研究中,科研人员舍弃硅改用单壁碳纳米管进行实验。碳纳米管具有出色的电气性能和仅为直径1纳米至2纳米的超薄“身躯”,这使其在极短的通道长度内也能保持对电流的闸门控制,避免“短沟道效应”的生成。而IBM团队研制的10纳米以下碳纳米管晶体管首次证明了这些优势。
科学家表示,理论曾预测超薄的碳纳米管将失去对于电流的闸门控制,或减少输出时的漏极电流饱和,而这都会导致性能的降低。此次研究的最大意义在于,证明了10纳米以下的碳纳米管晶体管也能表现良好,且优于同等长度性能最佳的硅基晶体管,这标志着碳纳米管可成为规模化生产晶体管的可行备选。
工程师在同一个纳米管上制造出若干个独立的晶体管,其中最小一个的通道长度仅为9纳米,而这个晶体管也表现出了极好的转换行为和漏极电流饱和,打破了理论的预言。当与性能最佳,但设计和直径不同的10纳米以下硅基晶体管进行对比时,9纳米的碳纳米管晶体管具有的直径归一化(漏)电流密度,可达到硅晶体管的4倍以上。而且其所处的工作电压仅为0.5伏,这对于降低能耗十分重要。此外,超薄碳纳米管晶体管的极高效能也显示出了其在未来计算技术中大规模使用的潜力。
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