據美國物理學家組織網12月6日報道，美國普渡大學和哈佛大學的科學家使用Ⅲ-Ⅴ族（zú）化合（hé）物砷化镓銦代替矽，研製出全球首款全門三維晶體管，可（kě）用（yòng）於開發出運行速度更快、更高效的集成電路和（hé）更輕便、耗電更少的手提（tí）電腦。最新研究已（yǐ）在12月5日至7日於華盛頓舉行的國際電子設備大會（huì）上宣讀。

      科學家們使用所謂的（de）自上而下的方法製造（zào）出了最新設備。該研究的領導者之一、普渡大（dà）學電子和計算機工程（chéng）學（xué）教授（shòu）葉培德（音譯）表示，這一方法同傳統製造過程兼容，與工（gōng）業采用（yòng）的（de）精（jīng）確蝕刻和定位晶體（tǐ）管內組件的方（fāng）法（fǎ）類（lèi）似，因此有（yǒu）望被工業界采用。

      Ⅲ-Ⅴ族化合物是元素周期表中Ⅲ族的镓、銦等和Ⅴ族的砷、銻等形成的化合（hé）物，其有望取代電子移動速度有限的矽（guī）半導體，推動晶體管技術不斷前進。葉培德說：“科學家們一直希望（wàng）盡早使用（yòng）Ⅲ-Ⅴ族化合物研製出晶體管。現在，我們（men）使用電子移（yí）動性比（bǐ）矽（guī）高的砷化镓銦製造出了全球首款全門的三維晶（jīng）體管。”

      晶體管中包含有（yǒu）一個名（míng）為門的關鍵設備，門使設備打開和關閉並（bìng）引導電流。在現有芯片中，門長約為45納米。不過，門長僅為22納米的矽基三維芯片即將（jiāng）於2012年麵世（shì），科學家們也將於2015年推出門長為14納米的晶體（tǐ）管。如果門長短於14納米，同時還想讓晶體管擁有更好的性能，使用矽可能無法做到，這意味（wèi）著科學（xué）家們需要引入新的設計（jì）方法和材料。“由Ⅲ-Ⅴ合金製造的納米線有望讓我（wǒ）們將門長縮短至10納米。新發現證實，使用Ⅲ-Ⅴ化合物製造出的晶體管的導電能力有（yǒu）可能達（dá）到矽基晶體管的5倍。”葉培德說。

      另外，製造出（chū）更小的晶（jīng）體管也需（xū）要（yào）新的絕緣層（céng），其對設備的關閉至關重要。如果門長縮短至14納米，傳統晶體管內使用的二氧化矽絕（jué）緣體就無法正確工作，可能（néng）會“漏電”，而其中的一個解決辦（bàn）法是使用絕緣值（介電常數）更高的材料（二氧（yǎng）化鉿或氧化鋁（lǚ））代替（tì）矽。在最新研究中（zhōng），科學家們采用原子層沉積方法研製出了一種由氧化鋁製成的介質膜絕緣（yuán）層。原子層沉積法這一新設計有助於（yú）研製更薄的介質層，而介質層越薄（báo），意（yì）味著電子的流動速度越快，需要的電壓也越少，因此耗電也更少。