这种晶体管的杀手级性能源于 2021 铁电材料进步的独特特性,这种材料由平行堆叠的氮化硼薄层组成。
铁电材料的广义定义是,它是一种能在自身内部自发产生正电荷和负电荷的分外晶体,这些电荷可以通过施加电场而翻转。
然而,这种新材料的表现彷佛有些不同。当对其施加电场时,平行层会轻微移动位置,将硼原子和氮原子推移到仅一线之隔。这使得材料的电子特性发生了极大的改变。研究职员阐明说,这就像把两只手按在一起,然后在上面滑动。\公众
这篇论文的紧张合著者雷蒙德-阿斯霍里(Raymond Ashoori)说:\"大众奇迹就在于,只要将这两层滑动几个埃,就能得到完备不同的电子器件。\公众
由此产生的晶体管具有多项改变游戏规则的特性。首先,它能以纳秒级的速率在正负电荷(数字数据的 1 和 0)之间快速切换。快速切换是高性能打算和数据处理的关键。此外,由于\"大众滑动过程中没有任何损耗\"大众,阿斯霍里指出,理论上这种晶体管可以切换超过 1000 亿次而不会涌现性能低落。这与传统闪存不同,传统闪存会因重复写入/擦除循环而缓慢降级。
由于铁电材料非常薄(仅为十亿分之一米),因此可以实现更密集的打算机内存存储。这一特性还意味着晶体管所需的事情电压更低,由于开关电压会随着厚度的增加而增加,从而使晶体管的整体能效更高。
到目前为止,研究小组只在实验室里开拓出了一个晶体管原型。但据该研究的共同卖力人巴勃罗-哈里洛-埃雷罗(Pablo Jarillo-Herrero)称,\公众在多个方面,它的特性已经达到或超过了当前铁电晶体管的行业标准。\"大众
阿斯霍里彷佛对这一打破相称热衷,他见告《麻省理工新闻》:\"大众回忆我的全体物理学生涯,我认为这项事情在10到20年后可能会改变天下。
这是一个大胆的说法,但如果这种晶体管不辜负他们吹嘘的巨大潜力,他可能会有所创造。论文全文刊登在近期出版的《科学》杂志上。