下一代奈米結構：超低功耗電子產品問世

編譯／高晟鈞

各種計算機的晶片中，含有無數個電晶體管，僅僅CPU處理器中便有不下10億個電晶體管。這些小的電晶體管通過打開和關閉，來表達電信息中的0和1的二進位指令，進而使我們能夠進行發送郵件、觀看視頻和移動滑鼠等活動。

電晶體管使用的技術名為「場效應」，是透過電壓誘導一個電子隧道來激活電晶體管；然而，場效應技術正在慢慢地到達其上限，尤其在降低能耗方面已經沒有多少優化的空間了。

對此，來自瑞士的科學家首次於2017年，利用量子隧道效應開發出了種名為「隧道效應電晶體管」（TFET）的產品，將有望將計算機和手機等電子產品的能耗降低到原本的百分之一。

最近，來自東京都立大學的研究團隊，更是在節能電子領域取得了重大的突破。該研究團隊已經成功地設計出過渡金屬二硫化物的多層奈米結構，可以在平面內相遇並形成鍵結。他們從摻鈮二硫化鉬碎片的邊緣當中，生長出多層的二硫化鉬結構，最終形成一種厚的平面異質結構，可以用於製造新的TFET。

過渡金屬二硫族化物（TDMC）一直是製造TFET的極佳材料之一。在該研究當中，主要作者Yasumitsu Miyata成功地以前有為有的長度，將單原子厚度的TDMC節晶片層縫合在一塊。另外，他們使用了化學氣相沉積（CVD）技術，可以在基板上的晶片邊緣，長出不同的TDMC，突破現有的許多關於TDMC的諸多製造困境。

研究團隊最終選定了摻鈮二硫化鉬，一種P型半導體，並通過將其在N型半導體中堆疊出多層結構，實現了TDMC間的穩固PN結，展現了前所未有的高載流子濃度，奠定了奈米材料進入TFET的重要一步。

資料來源:SciTechDaily

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