以物理學(xué)規(guī)則來看，電晶體的最小尺寸被認(rèn)為是5奈米，但透過采用碳奈米管制作電晶體閘極，這個極限已經(jīng)被突破…

　　碳奈米管從過去幾十年就已經(jīng)用于制作實(shí)驗(yàn)性電晶體，但大多是當(dāng)做電晶體通道(channel);美國勞倫斯柏克萊國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究人員則是以奈米碳管制作閘極(gate)，并因此實(shí)現(xiàn)了號稱全世界最小的電晶體。

　　采用二硫化鉬(molybdenum disulfide)通道與單奈米碳管閘極的1奈米電晶體

　　(來源：Sujay Desai/UC Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory)

　　該實(shí)驗(yàn)室研究人員Ali Javey表示，以物理學(xué)規(guī)則來看，電晶體的最小尺寸被認(rèn)為是5奈米，但透過采用碳奈米管制作電晶體閘極，他們已經(jīng)突破了極限;實(shí)證顯示，藉由改變材料的組合，摩爾定律(Moore's Law)能比先前所認(rèn)為的再進(jìn)一步延展。

　　除了碳奈米管閘極，Javey還選用二硫化鉬(molybdenum disulfide，MoS2)制作電晶體通道;他表示，該種材料也可應(yīng)用于LED、雷射與太陽能電池。

　　選用二硫化鉬制作電晶體通道，是因?yàn)閱蝹€碳奈米管無法產(chǎn)生足以與矽通道共同運(yùn)作的夠強(qiáng)電場;但盡管如此，研究人員還需要選擇低介電常數(shù)的閘極絕緣體──二氧化鋯(zirconium dioxide)──并將之沉積成僅0.65奈米的厚度。

　　以穿透是顯微鏡拍攝的1奈米電晶體截面，可看到1奈米大小的碳奈米管閘極以及二硫化鉬通道，以二氧化鋯絕緣體隔開

　　以上策略已經(jīng)奏效，但還需要更進(jìn)一步最佳化才能使其性能媲美目前的矽電晶體。其他研究團(tuán)隊(duì)成員還包括加州大學(xué)柏克萊分校(UC Berkeley)教授Chenming Hu、德州大學(xué)達(dá)拉斯分校(University of Texas at Dallas)教授Moon Kim，以及史丹佛大學(xué)(Stanford University)教授Philip Wong。

　　勞倫斯柏克萊國家實(shí)驗(yàn)室的Ali Javey教授(左)與他的研究所學(xué)生Sujay Desai