【原型“莫特晶體管的開發】

明道

【原型“莫特晶體管的開發】

 

 

通過大容量的問題

日本研究人員已經推出了一個“莫特晶體管”的原型。

如果實現商業化，這種晶體管可以提供顯著的優勢，在能源效率和開關速度，在目前的設計。

隨著晶體管是現代電子技術的基礎上，科學家們不斷尋求改善和提高他們的方法。

用於在現代計算機的切換是基於晶體管的電場效應。

在這樣的晶體管，柵電極和漏電極之間施加的電壓增加的半導體的導電性，使電力的源極和漏極之間流動。

一種晶體管，作為理想情況下應該進行盡可能小的電流，當不存在的柵極和漏極（關斷狀態），並盡可能多柵極電壓存在時（導通狀態）之間的電壓。

低關斷電流的能源效率是很重要的，而目前的大是很重要的，因為它允許電路的運行速度。

理想的晶體管

理想晶體管在關斷狀態和一個完美的導體在上的狀態下將是一個總的絕緣體。

因此，晶體管的質量的一個重要措施是使導通電流的關斷電流的比率。

然而，在一個標準的場效應晶體管（FET），這種變化的導電性的影響，僅由一薄層接近柵極和漏極之間的電流流動。

這限制的比例，電流關斷電流，可以實現。

科學家們認為，這可能是利用Mott絕緣體的晶體管，可以提高這個比例。

莫特絕緣體是根據傳統的帶理論，但是，由於鄰近的電子的量子力學之間的相關性在一定條件下作為絕緣體的行為，應該表現為金屬材料。

的原因是複雜的，不完全理解的，然而，可以突然的相變絕緣態和金屬態之間的誘導。

除其他外，這種金屬 - 絕緣體轉變可以通過電場誘導。

雖然在一個普通的晶體管的柵極電壓簡單地調製的半導體的電阻，在莫特晶體管的柵極電壓可以轉成金屬絕緣體。

批量轉換

各種研究小組已經嘗試生產莫特在過去的晶體管，但他們並沒有能夠產生所需的誘導莫特絕緣體的表面處的金屬 - 絕緣體轉變的電場。

現在，在日本和光，理化學研究所高級科學研究所的科學家們已經涵蓋了二氧化釩Mott絕緣體表面的離子液體下降。

當有一個較小的柵極電壓被施加到所述離子液體，這產生了巨大的電場的Mott絕緣體的表面處，誘導它改變為金屬態。

最棒的是，不同的是一個標準晶體管，相變 - 電導率的變化 - 不只是發生在表面上，而且在整個批量的材料。

研究人員不是完全清楚為什麼是這樣的情況下，但他們懷疑莫特絕緣體表面處的電場誘導的相轉變，在一個薄的層的表面附近，並且，這引入了能量的材料的晶格中，從而引發一種連帶效應的材料像波傳播到相界。

研究人員實現了對電流開關電流比為100:1。

這可能似乎是現代場效應管旁邊的數字令人失望，從而可以實現比高達百萬分之一，但約亨·Mannhart，凝聚態物理學家在固態研究的馬克斯普朗克研究所在斯圖加特，德國堅持認為，是不的情況下。

這項研究的最顯著的特徵，他說，是，研究人員發現，在一些 - 在這種情況下二氧化釩材料 - 應用柵極電壓可切換的整個體積的材料被絕緣，進行從而電子開關量非常大，不動移動。

他解釋說，而現代FET的結果是30多年的優化，莫特晶體管是一個原則的證明，並沒有被優化。

mannhart說的設備是唯一的真正的問題中的離子液體的存在，這將是不切實際的一個真正的電路部件和將需要被取代的固體絕緣體。

中野正樹，誰領導了這項研究，同意，這將是重要的，但他說的是，就目前而言，本集團專注於進一步發展它的設備。

目前，我們仍然要花費大量的時間來了解我們的設備，他解釋說，有很多事情還不清楚。

這項研究發表在“ 自然“。

關於作者

添蜗杆是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jul/25/prototype-mott-transistor-developed