電晶體因具有回應(yīng)速度快,準(zhǔn)確性高的優(yōu)勢,在我們平常熟悉的電器中廣泛使用,比如我們常用的電腦、手機(jī)、電視等等。打開電腦機(jī)箱,我們可以看到主板、CPU、記憶體、硬碟等部件,這些部件上集成了無數(shù)個小小的管件,起到檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)製的作用,保障著電腦穩(wěn)定高效地工作。手機(jī)和電腦的晶片中也都有其身影。該管一般包括二極體、三極管、場效應(yīng)管、晶閘管等,可以用來放大電路信號或控制開關(guān)等。
該管的材料一般由矽、鍺、鎵、砷等製成,近年來,積體電路得到迅猛發(fā)展,對晶片的要求越來越高,要求體積越來越小、性能越來越強(qiáng),在此影響下,集成在晶片中的該管要求也越來越高,摩爾定律說過積體電路上該管的密度每兩年就會翻一倍,這就要求其尺寸越來越小,尺寸小了,才能在積體電路上排列更多,才能生產(chǎn)出性能更強(qiáng)的晶片,其改進(jìn)將為半導(dǎo)體工業(yè)的高速發(fā)展提供助力。
目前的矽電晶體的尺寸已經(jīng)到了極限,無法再小於5納米了,研究者也一直在尋找性能更優(yōu)越的材料來縮小尺寸,經(jīng)過艱苦努力,他們發(fā)現(xiàn)碳納米管和二硫化鉬結(jié)合可以生產(chǎn)出尺寸極小的新型管件,尺寸僅有1納米。這是運用了什麼原理呢?一是二硫化鉬的晶格結(jié)構(gòu)和矽不同,導(dǎo)電性沒有矽強(qiáng),還有就是MoS2薄片的介電常數(shù)更低,在同樣的電場中貯存電子的能力更強(qiáng),這兩點使MoS2中不容易發(fā)生隧穿電子現(xiàn)象,臨界尺寸也更小,才生產(chǎn)出了尺寸這麼小的電晶體。