其实,科学家们一直在对碳纳米管晶体管进行持续的探索——这是一种直径仅为 1 纳米,或十亿分之一米的管状纳米级石墨晶体。

但是,使用碳纳米管来替代传统硅基晶体管最大的难度在于,如果要达到理想的性能,碳纳米管截面直径要达到 100 纳米左右,这比目前的硅晶体管要大得多。

IBM今在《Science》发表全新突破!碳纳米管打造世界最小晶体管,“碳谷”终将取代“硅谷”?

图丨碳纳米管

为了减少这个数字,来自 IBM 托马斯J.沃森研究中心的研究团队使用了一种全新的技术来构建电流流入、流出的碳纳米管触点——使用钼金属来直接接驳碳纳米管端部,从而减小了体积。

同时,他们还添加了钴,使得这种连接在较低温度下也能生效。原理非常简单,由于热胀冷缩,低温能减小触点间的间隙。

研究中还解决了一个重要问题,那就是如何在触点间传输足够的电流。研究人员通过在相邻晶体管之间平行放置由数根碳纳米管组成的纳米线解决了该问题。

最终,整个晶体管的接脚面积被压缩到了40平方纳米。这个数字成为了“国际半导体技术发展路线图”(International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS)近十年来的新标杆。