據（jù）物理學家組織網12月6日（北京時間）報（bào）道，美國普渡大學和哈佛大學的研究（jiū）人員推出了一項極（jí）為應景的（de）新發明：一種外形如同一顆聖誕樹一樣（yàng）的新（xīn）型晶體（tǐ）管，其重要組件“門”（柵極）的長度縮減（jiǎn）到了突破（pò）性的20納米。這個被稱為“4維（wéi）”晶體管的新事物預（yù）告了引領半（bàn）導體工業和未來計算機領域發（fā）展的潮流。該研究成果將於（yú）12月8日至12日在舊金（jīn）山舉行的國際電子元器件會議上（shàng）以兩篇論文的形式提交。

      平麵結構的矽芯片晶體管一直沿用了半個多世（shì）紀（jì），直至去年英特（tè）爾公司研發出垂直3維結構的晶體（tǐ）管，才宣告邁入了3維立體時代。但矽的電子遷移率存在局限性，普渡大學電氣和計算（suàn）機工程教授葉培（péi）德（音譯）表示，若（ruò）想進一步改進3維晶體（tǐ）管（guǎn），很（hěn）可能需要用其他材料來取代矽，其中最有前途的包括半（bàn）導體材料砷化銦镓。

      新型“4維（wéi）”晶體管中的3根微型納米線，正是由極具潛力（lì）、可望在10年內（nèi）取代矽的（de）砷化銦镓製成（chéng）。納米線逐漸變細，形成了一個類似聖誕樹的錐形（xíng）橫截麵。葉培德形象地用樓房來比（bǐ）喻這種新工藝。“一個平房可以容納很多人，但（dàn）樓層越多，容納的人就（jiù）越多，晶體管也一樣。”他說，“將晶體管堆疊起來（lái），就能帶來通（tōng）過電（diàn）流更多、操作速度（dù）更快的高速運（yùn）算。這種方法增加了一個全新的層麵，因（yīn）此我稱之（zhī）為（wéi）4維。”

      晶體管通過“門”來實現開啟閉合，引導電流通過（guò）。“門”越小，意味著操作速度越快。在目前（qián）的3維矽晶體管中，“門”的長度大約為22納米（十億分之一米），這種微小尺度的“門”在傳統平麵晶（jīng）體管上是（shì）無法正常工作的。工程師們還計劃研發出更小長度的“門”，但尺寸減小到不足10納米同時性能得（dé）到進一步提（tí）升，可能就需要采用矽以外的新材料了。

      創建更小的晶體管也（yě）需要（yào）找到一種新型絕緣（yuán）體作為介質層來使“門”關閉。據稱，當“門”的長度小於（yú）14納米時，傳統晶體管使（shǐ）用的介質就無法正常工作（zuò），晶體管關閉時會發生漏電。

      而此（cǐ）次開發出的新型晶體管中的納米線塗上了與以往不同的複合絕緣材料??一層4納米厚的鋁酸鑭，再加一層0.5納米厚的氧化鋁。葉培德說，新的超薄介質讓研究人員研製的（de）這種砷化銦镓晶體管擁有長度為20納米的（de）“門”，這是一個裏程碑式的成（chéng）果，有助於研製速（sù）度更快、更緊湊（còu）和（hé）更高效的集成電路以及（jí）更輕、產生更少熱量的筆記本電腦。

    總編輯圈點

      作為（wéi）現代曆史中最偉大的發明之一（yī），晶體管（guǎn）可以使用高度自（zì）動（dòng）化的過程進行大規模生產，因而可以不可思議地達（dá）到極低的單位（wèi）成本。而低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機（jī）械任務的通用器件（jiàn），例如數字計算。在控製（zhì）電器和（hé）機械方麵，晶體管電路也正在取代電機設備，因為它通常更便宜，更有效。而隨著“4維”晶（jīng）體管的研製成功，速度更快（kuài）、更緊湊和更高效的集成電路以及更（gèng）輕、產生更少熱量的筆（bǐ）記本電腦也呼之欲出。