在7日出版的《科學》雜志上,一美國研究小組發表論文稱,他們利用碳納米管和二硫化鉬(MoS2),成功制出目前世界最小晶體管,其柵極長度僅有1納米,這一僅是人類發絲直徑五萬分之一的尺度,遠低于硅基晶體管柵極長度最小5納米的理論極值。
制出更小的晶體管,是半導體行業一直努力的方向,柵極長度則被認為是衡量晶體管大小的標準。目前,市面上高端電子產品所用晶體管多為柵極20納米的硅基晶體管,而業界普遍認為,柵極小于5納米的晶體管無法正常工作。為克服硅的局限性,美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室研究員阿里·賈維領導的研究小組,把目光瞄向了二硫化鉬和碳納米管。
二硫化鉬與硅一樣具有晶體晶格結構,但與硅相比,二硫化鉬的導電性更易控制,且可被加工成只有0.65納米厚的、介電常數(又稱電容率)較低的薄層,可算是理想的晶體管材料。而用直徑只有1納米的碳納米管做柵極,則是充分考慮制造工藝難度的結果。因為制造只有1納米的微小結構并不是一件容易的事,傳統的光刻技術無法很好完成這樣的工作。研究小組的測試表明,以碳納米管作為柵極的二硫化鉬晶體管,可有效地控制電流。即使柵極只有1納米,其電氣性能表現依然良好。
賈維表示,柵極只有1納米的晶體管是目前世界上最小的晶體管。同時研究也表明,材料科學會為電子產品小型化提供更多的空間。只要找到合適的半導體材料,構建合適的結構,摩爾定律在未來一段時間內還依然可以有效。