晶体管的新型材料-二硫化钼

晶体管因具有响应速度快,准确性高的优势,在我们平常熟悉的电器中广泛使用,比如我们常用的电脑、手机、电视等等。打开电脑机箱,我们可以看到主板、CPU、内存、硬盘等部件,这些部件上集成了无数个小小的管件,起到检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制的作用,保障着电脑稳定高效地工作。手机和电脑的芯片中也都有其身影。该管一般包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等,可以用来放大电路信号或控制开关等。

晶体管图片该管的材料一般由硅、锗、镓、砷等制成,近年来,集成电路得到迅猛发展,对芯片的要求越来越高,要求体积越来越小、性能越来越强,在此影响下,集成在芯片中的该管要求也越来越高,摩尔定律说过集成电路上该管的密度每两年就会翻一倍,这就要求其尺寸越来越小,尺寸小了,才能在集成电路上排列更多,才能生产出性能更强的芯片,其改进将为半导体工业的高速发展提供助力。

晶体管图片目前的硅晶体管的尺寸已经到了极限,无法再小于5纳米了,研究者也一直在寻找性能更优越的材料来缩小尺寸,经过艰苦努力,他们发现碳纳米管和二硫化钼结合可以生产出尺寸极小的新型管件,尺寸仅有1纳米。这是运用了什么原理呢?一是二硫化钼的晶格结构和硅不同,导电性没有硅强,还有就是MoS2薄片的介电常数更低,在同样的电场中贮存电子的能力更强,这两点使MoS2中不容易发生隧穿电子现象,临界尺寸也更小,才生产出了尺寸这么小的晶体管。

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