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德国德累斯顿工业大学制造了世界首个锗基晶体管,其能源效率优于硅基产品

2017-02-07 235浏览 标签: 德国锗基晶体管

201723日,德国德累斯顿工业大学宣布该校纳米电子材料实验室(Nanoelectronic Materials Laboratory,NaMLab gGmbH)以及德累斯顿先进电子中心(Center for Advancing Electronics Dresden ,cfaed)的一组科学家已经实证了全世界第一个锗基晶体管,该晶体管可以在电子-n)传导和空穴-p)传导之间进行程序性控制。

锗基晶体管可以在低电源电压下进行操作,并且可以减少电力消耗,这是因为相比于硅,锗的能带隙相对较窄。此外,已经制作出的锗基晶体管可以根据施加于栅电极的电压在电子导电和空穴导电之间进行重新配置(reconfigure),这使得电路中的晶体管数量相比于当前最先进的CMOS技术可以有所减少。

当今的数字电子领域被晶体管构建起来的集成电路所统治。超过四十年来,晶体管已经被不断被小型化以增强计算能力并提高计算速度。近期的开发旨在通过在晶体管的沟道中使用比硅具有更高迁移率的材料来维持这一趋势,例如使用锗和砷化铟。

这些材料的一个局限是使晶体管在截止状态(off-state)下具有更高的静态功率损耗,这也是源自于它们的小带隙。

来自NaMLab 实验室的Jens Trommer和Walter Weber以及其他相关科学家同cfaed合作,成功的解决了这一问题。他们的解决方案是设计具有独立门区(gating regions)的锗纳米线晶体管。

领导cfaed纳米线研究团队的Weber指出:“研究结果首次证实了低操作电压可以同减少截止状态漏电相结合。这一结果是实现新型节能电路的关键。”

该项研究发表于ACS Nano,并且受德国研究基金会(DFG)支持。

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