泛亚电竞(中国)官方网站IOS/安卓通用版/手机APP下载

财联社7月14日讯最先进的电子硬件在大数据革命面前都显得有些“捉襟见肘”，这迫使工程师重新思考微芯片的几乎每一个方面。

半导体芯片迎大突破！全新铁电晶体管更小、更快、更节能

财联社7月14日讯最先进的电子硬件在大数据革命面前都显得有些“捉襟见肘”，这迫使工程师重新思考微芯片的几乎每一个方面。随着数据集的存储、搜索和分析越来越复杂，这些设备就必须变得更小、更快、更节能，以跟上数据创新的步伐。

铁电场效应晶体管是应对这一挑战的最有趣的答案之一。

这是一种具有铁电性能的场效应晶体管。它利用铁电材料的非易失记忆性质，在其中植入场效应和电荷积累，实现了长期稳定的记忆效应。

与传统存储器相比，它具有低功耗、高速度、高密度等优势。因此，一个成功的FE-FET设计可以大大降低传统器件的尺寸和能量使用阈值，并提高速度。

近期，美国宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的研究人员就研发了一种新的FE-FET设计，在计算和存储方面都展示了破纪录的性能。

最近，由电气与系统工程系副教授Deep Jariwala和他实验室的博士候选人Kwan-Ho Kim首次推出了这种设计，他们的研究成果也已发表在了《自然纳米技术》杂志上。

据悉，这种全新的晶体管在铁电材料氮化铝钪上覆盖了一种叫做二硫化钼的二维半导体，首次证明了这两种材料可以有效地结合在一起，制造出对工业制造有吸引力的晶体管。

Jariwala说：“因为我们把铁电绝缘体材料和二维半导体结合在一起，所以两者都非常节能。你可以把它们用于计算和存储，效率也很高。”

据称，该设备以其前所未有的薄而闻名，允许每个单独的设备以最小的表面积运行。

此外，这些微型设备可以以可扩展到工业平台的大型阵列制造。

“我们的半导体只有0.7纳米，起初我们不确定它是否能承受我们的铁电材料AlScN注入其中的大量电荷，”研究人员说，“令我们惊讶的是，它们不仅都抗了下来，而且使半导体能够携带的电流量也打破了纪录。”

研究人员进一步解释称，一个设备可以携带的电流越多，它在计算应用上的运行速度就越快。

电阻越低，存储器的访问速度越快。

他们还称，MoS2和AlScN的结合是晶体管技术的真正突破。

由于要使器件小型化，其他研究团队的FE-FET一直受到铁电特性损失的阻碍。在这项研究之前，小型化FE-FET导致了“记忆窗口”的严重缩小，影响其整体性能。

研究人员说，“我们的新设计使用了20纳米的AlScN和0.7纳米的MoS2，FE-FET能可靠地存储数据，并实现快速访问。”

“关键是我们的铁电材料AlScN。

与许多铁电材料不同，它即使很薄也能保持其独特的性能。我们证明了它可以在更薄的厚度下保持其独特的铁电特性。”他们补充说。

研究团队表示，下一步他们的工作将集中在进一步小型化上，以生产出在足够低的电压下工作的设备，并兼容领先的消费设备制造。

“我们的FE-FET非常有前途，”Jariwala说。“随着进一步发展，这些多功能设备几乎可以在你能想到的任何技术中占有一席之地，尤其是那些支持人工智能并消费、生成或处理大量数据的技术从传感到通信等等。”

本文来源：泛亚电竞-www.cnganxiji.com