世界最小碳纳米管晶体管诞生

 IBM、苏黎世理工学院和美国普渡大学的工程师们于日前对外公布，他们已经成功构建出了首个10nm以下的碳纳米管（CNT）晶体管，而这种尺寸正是未来十年计算技术所需的。据悉，这种微型晶体管能有效控制电流，在极低的工作电压下，仍能保持出众的电流密度，甚至可超过同尺寸性能最好的硅晶体管的表现。

 在最新的这项研究中，科研人员舍弃硅改用单壁碳纳米管进行实验。碳纳米管出色的电气性能和仅为直径1nm至2nm的超薄外形，这使其在极短的通道长度内也能保持对电流的闸门控制，避免“短沟道效应”的生成。

科学家从过去的理论也曾预测到超薄的碳纳米管可能将失去对电流的闸门控制，或减少输出时的漏极电流饱和，而这都会导致性能的降低；而此次研究的最大意义是证明了10nm以下的碳纳米管晶体管也能表现良好，且优于同等长度性能最佳的硅基晶体管，这标志着碳纳米管可成为规模化生产晶体管的可行备选。

工程师在同一个纳米管上制造出若干个独立的晶体管，其中最小一个的通道长度仅为9nm，而这个晶体管也表现出了极好的转换行为和漏极电流饱和，打破了理论的预言。当与性能最佳，但设计和直径不同的10nm以下硅基晶体管进行对比时，9nm的碳纳米管晶体管具有的直径归一化（漏）电流密度，可达到硅晶体管的4倍以上。而且其所处的工作电压仅为0.5V，这对于降低能耗十分重要。此外，超薄碳纳米管晶体管的极高效能也显示出了其在未来计算技术中大规模使用的潜力。