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铁电场效应晶体管
铁电场效应晶体管是一种新型晶体管技术，其基本原理是利用铁电材料的极化反转来实现场效应晶体管的控制。
该技术具有高速、低功耗和可重构性等优点，适用于数字和模拟电路等领域。
铁电场效应晶体管的工作原理是利用应变电场来控制铁电材料
的极化方向，从而改变通道电阻。
当施加正向应变电场时，铁电材料的极化方向会从上下两个方向中的一个转向，导致通道电阻变化；而施加反向应变电场则可以将极化方向改回原来的方向，从而恢复通道电阻。
相比传统的晶体管技术，铁电场效应晶体管具有以下优点：
1. 高速：铁电场效应晶体管的响应速度快，可以实现高速数据处理和通信传输。
2. 低功耗：由于铁电场效应晶体管不需要外加电源来控制电流，因此具有较低的功耗。
3. 可重构性：铁电材料的极化方向可以通过施加不同的应变电场来进行控制，因此铁电场效应晶体管可以实现可重构性。
4. 高度集成：由于铁电场效应晶体管可以在晶体管上实现存储功能，因此可以实现高度集成的电路设计。
总之，铁电场效应晶体管技术具有广泛的应用前景，可以应用于数字电路、模拟电路、存储器和通信等领域。
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光电突触薄膜晶体管光电突触薄膜晶体管是一种新型的薄膜晶体管技术，融合了光电二极管和场效应晶体管的优点，具有很高的应用前景。
本文将从工作原理、性能特点和应用领域等方面对光电突触薄膜晶体管进行详细阐述。
一、工作原理光电突触薄膜晶体管的工作原理基于光电效应和场效应。
当光照射到光电突触薄膜晶体管上时，光子的能量被转化为电子能量，形成载流子。
这些载流子被引入薄膜晶体管的导电层，改变导电层的导电性能。
通过控制载流子的数量和运动状态，可以实现对光电突触薄膜晶体管的电流的控制和调节。
二、性能特点1. 高灵敏度：光电突触薄膜晶体管具有很高的灵敏度，可以对微弱的光信号做出响应，并将其转化为相应的电信号。
2. 快速响应：光电突触薄膜晶体管的响应时间非常短，可以实现快速的信号转换和处理。
3. 低功耗：与传统的光电器件相比，光电突触薄膜晶体管在工作时功耗更低，能有效降低能源消耗。
4. 高可靠性：光电突触薄膜晶体管的稳定性和可靠性较高，能够在复杂环境下正常工作。
5. 小尺寸：光电突触薄膜晶体管体积小，重量轻，适用于微型化设备和集成电路的应用。
三、应用领域光电突触薄膜晶体管具有广泛的应用领域，以下是几个主要的应用领域。
1. 显示技术：光电突触薄膜晶体管可用于显示器、平板电视、电子书等各种显示设备，提供高清晰度和快速的图像显示效果。
2. 光通信：光电突触薄膜晶体管可以用于光通信系统中，实现高速的光信号检测和处理，提高光通信的传输速率。
3. 光电传感：光电突触薄膜晶体管的高灵敏度使其非常适用于光电传感器领域，如光电开关、光电测距、光电安全系统等。
4. 医学应用：光电突触薄膜晶体管可用于医学诊断设备，如生物传感器、光谱分析仪等，提高了医学检测的准确性和灵敏度。
结论光电突触薄膜晶体管作为一种新型的薄膜晶体管技术，具有高灵敏度、快速响应、低功耗和高可靠性等优点，并且在显示技术、光通信、光电传感和医学应用等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，相信光电突触薄膜晶体管将会在更多领域发挥重要作用，为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
垂直有机电化学晶体管是一种新型的电子器件，它在互补电路中具有广泛的应用前景。
本文将从垂直有机电化学晶体管的基本原理、结构特点、制备工艺等方面对其进行深入探讨。
一、垂直有机电化学晶体管的基本原理垂直有机电化学晶体管是利用有机半导体材料的电化学性质，通过在半导体材料表面生长电活性分子层，形成P-N结构，实现电荷注入和传输的一种新型器件。
其工作原理类似于传统的垂直晶体管，但其使用的是有机半导体材料，因而具有低成本、柔性、生物相容性等优点。
二、垂直有机电化学晶体管的结构特点1. 有机半导体材料：垂直有机电化学晶体管的核心材料是有机半导体材料，如聚合物、小分子有机化合物等。
这些材料具有较高的载流子迁移率和较好的电化学性质。
2. 电活性分子层：在有机半导体材料表面生长电活性分子层，用以调控半导体的电荷传输性能，形成P-N结构。
3. 电极结构：垂直有机电化学晶体管通常采用金属化的氧化铟锡(ITO)作为透明电极，以实现电荷的注入和输出。
三、垂直有机电化学晶体管的制备工艺1. 材料选择：选择适当的有机半导体材料，根据具体需求进行合理设计。
2. 表面处理：对有机半导体材料表面进行处理，用以增强其与电活性分子层的结合能力。
3. 电活性分子层的生长：利用化学气相沉积、溶液法等制备方法，生长电活性分子层。
4. 电极制备：采用蒸发、溅射等方法，在电活性分子层上制备金属化的氧化铟锡电极。
四、垂直有机电化学晶体管的应用前景1. 高性能显示器件：垂直有机电化学晶体管在有机发光二极管(OLED)等显示器件中具有广阔的应用前景，可实现高分辨率、高对比度的显示效果。
2. 传感器：利用垂直有机电化学晶体管的柔性、生物相容性等优点，可以制备柔性传感器，用于生物医学、柔性电子皮肤等领域。
3. 互补电路：垂直有机电化学晶体管在互补电路中的应用能够实现低功耗、高集成度的电子器件，对未来电子技术的发展具有重要意义。
垂直有机电化学晶体管作为一种新型的电子器件，具有诸多优点，并且在显示器件、传感器和互补电路等领域有着广泛的应用前景。
单结晶体管工作原理单结晶体管（Single Crystal Transistor，SCT）是一种新型的晶体管结构，它采用单晶材料制成的通道，具有优异的电学性能和可靠性。
本文将详细介绍单结晶体管的工作原理。
一、引言单结晶体管是一种基于单晶材料制备的晶体管，相比于传统的多晶体晶体管，它具有更高的电子迁移率和更低的载流子散射损耗，因此在高频和低功耗应用领域有着广泛的应用前景。
下面将从单结晶体管的结构、工作原理和特性等方面进行详细介绍。
二、单结晶体管的结构单结晶体管的结构主要由源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）组成。
其中，源极和漏极之间的通道是由单晶材料制成的，栅极则用于控制通道中的载流子。
三、单结晶体管的工作原理1. 静态工作原理在单结晶体管的静态工作状态下，栅极与源极之间的电压为零，此时通道中的载流子被栅极电场控制在通道表面形成一个薄的电子层。
当栅极施加正向电压时，电子层会向下沉积，形成一个导电通道，电流可以从源极流向漏极。
而当栅极施加负向电压时，电子层会被挤压，通道被截断，电流无法通过。
2. 动态工作原理在单结晶体管的动态工作状态下，栅极与源极之间的电压会随时间变化。
当栅极施加正向脉冲电压时，电子层会向下沉积形成导电通道，电流可以从源极流向漏极。
而当栅极施加负向脉冲电压时，电子层会被挤压，通道被截断，电流无法通过。
四、单结晶体管的特性1. 高电子迁移率由于单结晶体管采用单晶材料制成的通道，载流子在通道中的迁移速度更快，因此具有更高的电子迁移率。
这使得单结晶体管在高频应用中具有更好的性能。
2. 低载流子散射损耗由于单结晶体管的通道是由单晶材料制成的，通道中几乎没有晶界和杂质，因此载流子在通道中的散射损耗非常低。
这使得单结晶体管在低功耗应用中具有更高的效率。
3. 低噪声特性由于单结晶体管的通道质量优良，通道中的噪声源较少，因此具有较低的噪声特性。
这使得单结晶体管在高灵敏度应用中具有更好的性能。
双载流子晶体管双载流子晶体管是一种当前研究热点的新型半导体器件。
它具有独特的电子传输性质和潜在的应用前景。
本文将详细介绍双载流子晶体管的工作原理、结构特点以及其在电子技术领域中的应用前景，旨在为读者深入了解该器件提供指导和启示。
首先，让我们来了解双载流子晶体管的工作原理。
该器件基于二维材料制备，其中两个电子传导通道（通常为不同的半导体材料）通过一定的电场调控相互连接。
一个传导通道中的载流子由电场控制，而另一个通道中的载流子则由外界施加的电压调节。
这种双载流子传导过程可以实现电流劈裂，即一个输入电流信号可以通过器件输出多个电流分量。
这种特殊的电子输运特性使得双载流子晶体管在电子器件和电路设计中具有巨大的潜力。
其次，关于双载流子晶体管的结构特点，主要包括两个方面。
首先是二维材料的选择，这是构建双载流子晶体管的关键因素之一。
目前常用的二维材料有石墨烯、黑磷等，它们具有优异的电子传输性能和机械强度，能够满足器件制备的需求。
其次是电场控制结构，这是实现载流子劈裂的重要手段。
常见的电场调控结构包括栅极和侧门等，通过对这些结构施加电场，可以实现载流子通道之间的耦合和解耦，从而实现电流的分裂和调控。
双载流子晶体管的应用前景非常广泛。
首先，在电子器件的尺寸缩小和功耗优化方面，双载流子晶体管具有巨大的潜力。
材料的二维结构和器件的特殊电子输运特性使其在高速、低功耗的集成电路设计中具有重要意义。
其次，在信息存储和处理方面，双载流子晶体管也有着很大的应用潜力。
通过电流劈裂的特性，可以实现多态存储和多输入/多输出的信息处理，为信息技术的发展提供新的可能性。
此外，双载流子晶体管还可以应用于传感器、光电器件等领域，为各类新型器件的制备和功能拓展提供支持。
综上所述，双载流子晶体管作为一种新型的半导体器件，在电子技术领域具有重要的应用前景。
通过深入了解其工作原理和结构特点，我们不仅可以更好地理解其特殊的电子输运性质，还可以为其在电子器件设计和应用领域中的发展提供指导和启示。
碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体
管
碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）是一种新型的功率半导体器件，它结合了碳化硅（SiC）材料和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的技术优点。
碳化硅是一种宽带隙半导体材料，具有更高的禁带宽度、更高的热导率和更高的击穿电场强度。
这些特性使得碳化硅 MOSFET 在高功率应用中具有优异的性能，例如电源转换、电动汽车、工业驱动和可再生能源等领域。
与传统的硅基 MOSFET 相比，碳化硅 MOSFET 具有以下优点：
1. 更高的开关速度：碳化硅的宽带隙特性使得电子在材料中的迁移速度更快，从而实现更快的开关速度。
这有助于提高电源转换效率和降低开关损耗。
2. 更低的导通电阻：碳化硅的高击穿电场强度允许更薄的漂移区，从而降低导通电阻。
低导通电阻有助于降低功率损耗和提高能量转换效率。
3. 更高的温度稳定性：碳化硅具有更高的热导率，能够更好地散热，从而提高器件的温度稳定性。
这使得碳化硅 MOSFET 在高温环境下能够可靠工作。
4. 更小的体积：由于碳化硅 MOSFET 的导通电阻更低，相同功率等级下所需的芯片面积更小，因此可以实现更小的器件体积。
碳化硅 MOSFET 的应用涵盖了许多领域，包括电动汽车充电器、太阳能逆变器、工业电机驱动、电源模块等。
它们在提高能量转换效率、减小系统体积和提高可靠性方面发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，碳化硅 MOSFET 的性能将进一步提高，成本也将逐渐降低，使其在更广泛的应用中得到推广和使用。
双扩散金属氧化物半导体晶体管双扩散金属氧化物半导体晶体管是一种新型的电子器件，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将从晶体管的结构、工作原理、性能特点和应用领域等方面进行介绍。
一、晶体管的结构双扩散金属氧化物半导体晶体管由源极、漏极和栅极组成。
源极和漏极之间有一段薄的半导体层，通常为金属氧化物。
栅极位于半导体层上方，用来控制电流的流动。
晶体管的结构紧凑，能够实现高密度的集成。
二、工作原理双扩散金属氧化物半导体晶体管的工作原理基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
当栅极施加正电压时，形成一个电场，使得半导体层中的电子和空穴受到约束，无法通过。
当栅极施加负电压时，电子和空穴可以在半导体层中自由移动，形成电流。
三、性能特点1. 高迁移率：双扩散金属氧化物半导体晶体管的电子迁移率高，能够实现高速的电子传输，适用于高频应用。
2. 低功耗：晶体管的漏极电流很小，能够实现低功耗的电路设计。
3. 高电流驱动能力：晶体管的漏极电流大，能够驱动大功率的负载。
4. 高可靠性：双扩散金属氧化物半导体晶体管具有良好的稳定性和可靠性，能够在恶劣的工作环境下长时间稳定工作。
四、应用领域1. 通信领域：晶体管广泛应用于无线通信设备中，如手机、无线路由器等。
其高迁移率和低功耗的特点使得设备性能更加卓越。
2. 电子消费品领域：晶体管被应用于电视、音响、平板电脑等电子消费品中，能够实现高清晰度的显示和高品质的音响效果。
3. 汽车电子领域：晶体管被应用于汽车电子系统中，如发动机控制单元(ECU)、车载娱乐系统等。
其高可靠性和高电流驱动能力适合汽车环境的复杂和高功率需求。
4. 工业自动化领域：晶体管被应用于PLC(Programmable Logic Controller)等工业自动化设备中，能够实现高速、高精度的控制。
总结：双扩散金属氧化物半导体晶体管是一种性能优越、应用广泛的电子器件。
其结构紧凑，工作原理简单明了，具有高迁移率、低功耗、高电流驱动能力和高可靠性等特点。
vdmos工作原理
一、VDMOS工作原理
VDMOS（Vertical DMOS）是一种利用沟道垂直结构制作的MOS晶体管。
它是一种通过将半导体晶体管平行式沟道加以垂直化、增强以及重组，以改变晶体管特性的新型晶体管。
因为这种结构可以大大提高晶体管的动态响应特性和偏置控制能力，所以在高频放大中有着重要的应用。
VDMOS晶体管的特性之一是低功耗，因为它没有垂直结构的共振现象，而且平行式沟道的电容受到垂直增强和重组的影响晶体管操作温度范围很广，从-55°C到300°C都能正常工作。
另外，VDMOS晶体管比其他晶体管可以提供更宽的频率范围，从低频到高频，可以有效的满足开关放大需求。
VDMOS晶体管也可以应用于功率放大器或功率放大器中。
它可以提供较大的放大增益，而且具有良好的偏置控制能力。
此外，它在低压下也可以工作，这对电池供电系统很有用。
因此，VDMOS晶体管可以应用于高频放大、功率放大、低压控制、线路缓冲等工程领域。
它可以提供宽动态范围、高频率响应以及较高的效率。
除此之外，它还具有一定的可靠性，可以满足多种应用的要求。
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异质结双极晶体管一、概述异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，简称HBT）是一种新型的双极晶体管。
它是在不同材料的半导体结合处形成的异质结上制成的。
相比于传统的双极晶体管，HBT具有更高的频率响应和更低的噪声系数。
二、原理HBT采用了异质结技术，即将不同材料的半导体材料在界面处形成异质结。
这样，在p型区和n型区之间就会形成一个更加陡峭的pn结，从而使得电流能够更加快速地通过。
此外，由于异质结能够提供一个更好的载流子注入区域，因此HBT具有更高的电流增益。
三、结构HBT由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
1. 发射区发射区通常是由n型半导体材料制成。
它是整个器件中最薄且最窄的部分。
发射区主要用于注入少数载流子，并将其输送到基区。
2. 基区基区通常是由p型半导体材料制成。
它是整个器件中最厚的部分。
基区主要用于控制电流的流动，从而实现放大功能。
3. 集电区集电区通常是由n型半导体材料制成。
它是整个器件中最宽的部分。
集电区主要用于收集注入到基区中的少数载流子，并将其输送到外部电路。
四、特点1. 高频响应HBT具有更高的频率响应，这是由于异质结能够提供更好的载流子注入效果，从而使得电流能够更加快速地通过。
2. 低噪声系数HBT具有更低的噪声系数，这是由于异质结能够提供一个更好的载流子注入区域，从而使得器件内部噪声得到有效抑制。
3. 低功耗HBT具有较低的功耗，这是由于异质结能够提供一个更好的载流子注入效果，从而使得器件内部损耗得到有效降低。
4. 更高的工作温度范围HBT具有更高的工作温度范围，这是由于异质结技术能够提高器件对温度变化和环境干扰等因素的抵抗力。
五、应用1. 通信领域HBT广泛应用于通信领域，如无线通信、卫星通信等。
其高频响应和低噪声系数使得它成为无线电频率放大器的理想选择。
2. 光电子学领域HBT也被广泛应用于光电子学领域，如光通信、激光雷达等。
IBM研发出新石墨烯晶体管 时间:2011-04-13 09:06 来源:科技日报 他们研发出了新的石墨烯晶体管，其截止频率为155GHz（吉赫），比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了50%，而且块头更小。
“石墨烯”薄片示意图
据美国物理学家组织网4月11日报道，IBM公司的科学家林育明（音译）等人在4月8日出版的《自然》杂志撰文指出，他们研发出了新的石墨烯晶体管，其截止频率为155GHz（吉赫），比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了50%，而且块头更小。
石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层片状结构，可由石墨剥离而成。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬。作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快，因此，它有望替代硅作为顶级电子材料来制备速度更快的晶体管。
以前，科学家通过将石墨烯薄层置于一个绝缘衬底（诸如二氧化硅）的上方来制造石墨烯设备，然而，这种衬底会削弱石墨烯的电学性能。现在，IBM公司的科学家找到了办法，将衬底对石墨烯电学性能的影响减至最低。
科学家将一个“类金刚石碳”放置在一个硅晶圆衬底上，制备出了新的石墨烯晶体管。这种“类金刚石碳”是无极性介质，也不会像二氧化硅那样捕获或驱散电荷，因此，新石墨烯晶体管在温度发生改变时（包括像太空中那样的极低温度下），显示出了卓越的稳定性。
IBM表示，这种新的高频石墨烯晶体管将在手机、互联网或雷达等通讯设备领域大展拳脚。而且，现有的制备标准硅设备的技术也可以用于制造新的晶体管，这意味着新石墨烯晶体管可以随时进行商业化生产。
该晶体管的研制是IBM承接的美国国防部高级研究计划局的一项任务的一部分，美国军方希望该研究能有助于他们研发出高性能的无线调频晶体管。（刘霞）
硅纳米晶体管展现出强量子限制效应 时间:2011-03-25 09:10 来源:科技日报 有望在单分子生物感测、集成电路缩微等领域发挥重要作用
据美国物理学家组织网3月21日报道，美国得克萨斯大学的一个研究小组用非常细的纳米线制造出一种晶体管，表现出明显的量子限制效应，纳米线的直径越小，电流越强。该技术有望在生物感测、集成电路缩微制造方面发挥重要作用。相关研究发表在最近出版的《纳米快报》上。
实验中，他们用平版印刷技术制造了一种直径仅有3纳米到5纳米的硅纳米线。由于直径非常小，表现出明显的量子限制效应，纳米线的块值（bulk values）性质发生了变化。尤其是用极细纳米线制造的晶体管，在空穴迁移率、驱动电流和电流强度等方面属性明显增强，大大提高了晶体管的工作效率，其性能甚至超过最近报道的用半导体掺杂技术改良的硅纳米线晶体管。
得克萨斯大学研究人员沃尔特·胡介绍说，我们已经证明，载荷子迁移率会随着硅隧道的量子限制程度增加而不断提高，这在理论上为3纳米直径纳米线的受激高速空穴流动提供了实验证据。
这好像是违反直觉的，一根更细的纳米线能产生比更粗的线更高的流动性。但研究人员解释说，在块状硅中，形成电流的空穴能量分布很宽，量子限制效应限制了空穴，形成了更加一致的能量排列，从而提高了导线中的载荷子迁移率。在细纳米线中，由于空穴能量分布更窄，反而提高了流动性和电流强度。当与构造类似的纳米带（只在厚度维度进行限制）相比时，细纳米线也显出隧道的量子限制程度提高，能产生更高的载荷子迁移率。
纳米线晶体管技术主要用于制造廉价且超灵敏的生物传感器，其灵敏度将随纳米线直径的减小而增加。“我们计划用这种型号的微细纳米线晶体管来开发蛋白质生物感测器。”沃尔特·胡说，小直径纳米线依靠本身优势，可在生物感测方面发挥重要作用，有望开发出最终达到一个单分子的灵敏感测仪器，而且信噪比更好。
除了生物感测器，新型高性能晶体管还在互补金属氧化物半导体缩微技术（CMOS，一种集成电路材料微型化）上有极大潜力，目前该领域的发展已经接近极限，变得越来越难。沃尔特·胡认为，硅材料在纳米电子设备领域仍具有很多潜能。硅纳米线晶体管的性能随着直径减小而增强，将细微纳米线晶体管排成阵列，无需新的工艺技术就能制造出高性能产品。新型纳米线晶体管在把CMOS缩小到纳米级别时甚至能简化目前的工序，并不需要用高掺杂的补充质结作为源漏。（常丽君）
塑料基底晶体管在美研制成功
时间:2011-01-30 10:18 来源:科技日报 研究人员最近开发出一种双层界面新型晶体管，性能极为稳定，还能在可控的环境中，以低于150摄氏度的条件在塑料基底上大量生产，因此可用于柔韧可弯曲的塑料电子设备。
晶体管制造一般是用玻璃作基底材料，这有利于在多变的环境下保持稳定，从而保证用电设备所需的电流。据美国物理学家组织网1月27日报道，美国佐治亚理工 大学研究人员最近开发出一种双层界面新型晶体管，性能极为稳定，还能在可控的环境中，以低于150摄氏度的条件在塑料基底上大量生产，因此可用于柔韧可弯 曲的塑料电子设备。研究论文发表在近期的《先进材料》杂志网站上。
由于晶体管的性能不仅取决于半导体本身，还取决于半导体和电介质栅门之间的界面，所以研究小组对一种现有半导体的电介质栅门进行了改良，将顶栅有机场效应晶体管与双分子层栅绝缘体结合在一起，改良后的晶体管在测试中表现出了极为稳定的性能和优良的导电性。
佐治亚理工大学有机光子学与电子学中心主管、电学与计算机工程学院教授伯纳德·凯普林表示，过去的晶体管使用的是单一电介质材料，而改良后的晶体管中电介质栅是一种双层分子材料。
电介质栅的双分子层由一种名为CYTOP的氟化聚合物构成，再通过原子层沉积制造出高介电常数的氧化金属层。研究人员解释说，在有机半导体 中，CYTOP介电常数非常低，需要提高驱动电压。而高介电常数氧化金属虽然需要电压较低，但用作界面时其很多缺点使得晶体管性能不稳定。两种物质单独使 用时各有利弊，但把两种物质结合作为双分子层使用，两者的缺点就会因互补而得以克服。
研究人员对电池双分子层进行了多种检测，包括接通了晶体管2万次，施加持续生物压力以最高电流运行，甚至将晶体管在等离子舱内放置了5分钟，发现它的流动性都没有降低。直到他们把晶体管在丙酮里放了一个小时，其流动性才出现了少许下降，但晶体管仍在运行。
研究人员表示，目前只在玻璃基底上对晶体管进行了检测，接下来他们将在可弯曲的柔韧塑料上检测晶体管的性质，并进一步实验用喷墨印刷技术来制造 双分子层晶体管的能力。新晶体管可用于高级绑带、射频电子标签、塑料太阳能电池、智能卡发光器等任何需要稳定电流和柔韧表面的电子设备。（常丽君）
英美高温自旋场效应晶体管 将助推电子信息领域
时间:2010-12-27 14:35 来源:科技日报 未来医生可能会利用该设备探测手性分子的浓度，以测量病人的血糖浓度或酒中的糖分浓度。
美国得克萨斯A&M大学物理学家杰罗·斯纳夫领导的一个国际科研小组在23日出版的《科学》杂志上宣布，他们研制出了首个能在高温下工 作的自旋场效应晶体管（FET），该设备由电力控制，其功能基于电子的自旋，其中包含一个与门逻辑设备。新突破将给半导体纳米电子学和信息技术领域带来新 气象。
英国日立剑桥实验室、剑桥大学、诺丁汉大学、捷克科学院和查尔斯大学的研究人员首次将自旋—螺旋状态和异常霍尔效应结合在一起，制造出了这种自 旋FET，其中包括一个与门逻辑设备，自旋FET的概念于1989年首次提出，这是科学家首次在其中实现与门逻辑设备。
晶体管发现60年来，其操作仍然基于与半导体内的电子操作和电子电荷探测同样的物理原理。随着晶体管的尺寸越来越小，小到已接近极限点，科学家 们开始专注于建立新的物理操作规则，即使用电子基本的磁运动（自旋）代替电荷作为逻辑变量。20年来，科学家一直认为，在半导体内操作电子并探测到电子自 旋（突破这一点将有助于研发出自旋晶体管）很难在实验室实现。现在，新研究使用最近在自旋操作和探测上发现的量子相对论现象证实，自旋晶体管这一概念可以 成为现实。为了观察电子的操作并探测自旋，该研究团队特别设计了一个平板光子二极管（同一般使用的圆极化光源相反）并将其放置在晶体管隧道附近。通过在二 极管上照射光线，研究人员朝晶体管内注射了光激发电子，而不是通常的自旋极化电子。接着朝其输入门电极施加电压，通过量子相对论效应来控制电子的自旋运 动。这些效应同时负责在该设备内生成横向电压（代表输出信号），其取决于晶体管管道内运动电子的自旋方向。
日立剑桥实验室的高级研究员约尔格·文德利希强调，观察到的输出电子信号在高温下也很强，并且线性依赖于入射光圆极化的程度。这个设备因此也表 明，科学家实现了电力控制的固态偏振光计，该偏振光计可直接将光偏振转变成电压信号。他表示，未来医生可能会利用该设备探测手性分子的浓度，以测量病人的 血糖浓度或酒中的糖分浓度。新设备在自旋电子学研究领域有广泛的应用，它可以作为一个有效工具来操作和探测半导体内的电子自旋而不会破坏自旋极化电流。
文德利希承认，现在还不知道其基于自旋的设备能否替代目前信息处理设备中普遍使用的基于电子电荷的晶体管，然而新研究将科学家的关注点从理论猜测转移到研发出微电子设备模型上来。（刘霞）
日研发新型晶体管 或助实现未来计算机瞬间启动 时间:2010-12-27 14:34 来源:科技日报 新型晶体管不但能使电子产品大幅减少耗电量，还可让便携式通信工具充电次数减少，可能实现今后的计算机瞬间启动开机。
日本物质材料研究机构今天公布，他们与东京大学等共同开发出一种新型晶体管，可使电子器件的电力消耗控制在目前的百万分之一左右。
晶体管是利用半导体的微小部件，利用电流的开关控制电子信号进行数据记录和演算，是计算机、电视、手机等电子机器的“大脑”。迄今为止，晶体管 的工作原理是通过电子的移动控制动作，但因其漏电无法防止，大量电能无谓地耗损。而新型晶体管通过铜原子离子化实现移动和复元，并不依靠电子移动，可以把 绝缘体做得较厚，漏电可以得到很好控制。由于移动的铜原子很少，仅有数十个，新型晶体管电力消耗仅为现在晶体管的百万分之一。
随着智能手机等便携式通信工具智能化提高，其耗电量越来越大，须频繁充电才能保证正常使用。新型晶体管由于耗电量小，能大幅减少充电次数，市场前景非常看好。开发该技术的研究小组准备与企业合作，数年后实现该晶体管的市场化。
