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新型二极管(量子)—通向更好的电子器件

来自俄勒冈州立大学(Oregon State University)的研究人员开发出了一种先进的金属-绝缘体-金属二极管,利用电子的量子隧道效应来提高电子器件的性能。

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这是一个鲜为人知的摩尔定律(Moore‘s law)—随着高速计算技术,先进显像技术和下一代通讯系统的发展,现有的二极管技术已经达到了它的极限。这个问题是非常基本的—虽然基于硅材料的晶体管可以控制电子的流动,然而当电子进入到材料中后它们的传输速率将受到限制—一旦达到了速率的极限,就无法再进一步加快了。

好在以上只是在不考虑量子力学的前提下。量子力学又一次解救了我们!量子隧道效应是一种电子可以从一层导电层跳过(或者隧道穿过)间隔的绝缘层到达另一层导电层的现象。

电子学研究者在几十年前早已意识到了这种现象的潜在应用;从60年代起,很多课题组便开始试图利用量子隧道效应来开发金属-绝缘体-金属二极管体系。三明治式电子器件不仅可以实现传统晶体管的功能,还有着更高的速率和效率。

遗憾的是之前一直未有人成功。俄勒冈州立大学(Oregon State University)的一个跨学科小组在前人失败的地方成功了,他们在相对低温的条件下用简单而且易升级的方法制备出了高性能的金属-绝缘体-金属(M-I-M)二极管。

该小组对他们的新技术非常有信心。他们相信未来的新技术、工业和高科技工作都将得益于他们的研究。我们已经看到了硅材料晶体管的末日了吗?

J. F. Wager et al., Adv. Mater.; DOI: 10.1002/adma.201002678.

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