广告

德国开发出世界最小单原子晶体管

德国卡尔斯鲁厄理工学院一个研究团队开发了仅有一个原子组成的量子晶体管,而且能够在室温下运行......

德国卡尔斯鲁厄理工学院一个研究团队开发了仅有一个原子组成的量子晶体管,而且能够在室温下运行。这项成果已被刊登在《先进材料》杂志上。f93esmc

这一研究开启了计算能力和效率的新篇章。控制电子信号传输的晶体管是现代电子产品的基础。在逾半个世纪以来,晶体管尺寸和能耗的稳步降低,一直是推动计算能力增长的基本动力。f93esmc

新型晶体管依靠移动一个银原子开启或关闭电路。材料科学新闻网站Nanowerk称这种晶体管是世界上最小的晶体管。更重要的是,新型晶体管被描述为“量子开关”,这意味着它可以比目前的晶体管携带更复杂的信息。f93esmc

德国研究团队最值得关注的声明是,新型晶体管可以在室温下运行,目前大多数量子计算机只能在超低温环境下运行,提高了运行成本和维护难度。f93esmc

数字化对能源有巨大需求,在工业化国家中,信息技术目前用电量占整个工业用电量的10%以上,无论是计算机处理中心、个人电脑,还是从洗衣机到智能手机的各种嵌入式应用系统。f93esmc

目前一个几欧元的USB存储器就含有上亿个晶体管。卡尔斯鲁厄理工学院开发的单原子晶体管未来可显著提高信息技术的能源效率,希梅尔教授称,“有了这个量子电子元件,能耗将低于传统硅技术电子元件一万倍”。希梅尔教授是卡尔斯鲁厄理工学院单原子电子与光子研究中心主任,被誉为单原子电子学先驱。f93esmc

在《先进材料》杂志上刊登的论文里,研究人员介绍了如何在只有单一金属原子宽度的缝隙间建立两个微小金属触点,实现目前晶体管所能达到的最小极限。希梅尔教授称,“我们在此缝隙通过电控脉冲移动单个银原子,完成电路闭合;当我们再将银原子移出缝隙,电路被切断”,由此实现世界上最小晶体管在接通电源情况下单个原子的受控可逆运动。f93esmc

与传统量子电子元件不同,单原子晶体管不需要在接近绝对零度的低温条件工作,它可以一直在室温下工作,这是未来应用的一个决定性优势。f93esmc

为开发单原子晶体管,卡尔斯鲁厄理工学院研究人员还开发了一套全新的工艺,单原子晶体管完全由金属构成,不含半导体材料。其结果是所需电压极低,因此能耗也极低。f93esmc

研究人员之前制作单原子晶体管需要依靠液体电解质,现在希梅尔教授及其团队首次应用固体电解质的工作原理,通过水溶性银电解质凝胶与热解法二氧化硅凝胶电解质结合,从而改善了安全性,更便于单原子晶体管的处理。f93esmc

据研究人员称,他们的研究可能对计算技术的未来产生重大影响,尤其是在能源使用效率方面。研究团队负责人、单原子电子和光子学中心联合主任托马斯.舒梅尔(Thomas Schimmel)说,新型晶体管的能耗仅相当于当前硅技术的“万分之一”。f93esmc

与量子计算领域的大多数研究一样,这一新技术要应用在实用计算机中尚需要数年时间。新型晶体管使用金属而非半导体材料,意味着它不能方便地整合在传统计算架构中。f93esmc

本文为国际电子商情原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫,一键转发

  • 关注“国际电子商情” 微信公众号

  • 苹果明年推头盔式产品,台系EMS厂商将受益?

    国际电子商情9日讯 2021年1月,有外媒爆料称,苹果将在2022年推出首款AR/VR头显产品。而近日,天风国际分析师郭明錤在最新研报中也表示,苹果在高度投入MR/AR,并计划在2022年年中发布头盔式产品,在2025年发布眼镜式产品,在2030年以后推出隐形眼镜式产品。台系EMS厂商有望受益……

  • ADI:这些创新将影响我们2018年的生活

    作为ADI公司总裁兼首席执行官的好处之一,就是能走遍全球,在不同地区与来自各行各业的客户见面,聆听他们对所面临的技术、业务和市场挑战的看法。我们的客户生产各种各样的电子设备,它们影响着我们在交通、医疗健康、通信等现代生活的方方面面。我们的讨论往往聚焦于当前该如何巧妙地在现实与数字世界之间架起桥梁,并探讨他们希望在未来实现的创新。我根据这些对话和其他研究总结出以下五个将在2018年对商业与社会产生最大影响的科技宏观趋势 。

  • 自折迭外骨骼赋予机器人“变身术”

    MIT开发透过磁铁远程控制的Primer机器人,其以长方形塑料片制造的外骨骼能自行折迭成不同的形状,为各种不同的任务客制机器人;而当Primer完成工作后,则浸入水中溶解外骨骼…

  • 首款40纳米MCU年底量产?赛普拉斯PSoC 6助力物联网快速

    在一年一度的创客盛会深圳制汇节(Maker Faire Shenzhen)上,赛普拉斯透露其采用40nm工艺的PSoC 6芯片计划在今年年底明年年初量产,满足智能穿戴、智能门锁等物联网设备的高性能和低功耗需求。

  • 首届全球程序员大会畅谈人工智能,西安会成为中国的软硬

    2017年11月9日,首届全球程序员节在西安举行,全球程序员节以“Coding the Future(码未来)”为核心主题,首届全球程序员节聚焦于探索“一带一路”发展契机,以“数字丝路 码动未来”为年度主题。

  • 制造强国

    一系列的巨额投资在完善制造工艺布局之余必然拉动全产业链,包括与制造业息息相关的材料和设备领域。上月刚结束的十九大更为中国制造指明了一条在人工智能、物联网、智能驾驶和现代供应链等新一轮综合产业力提升的令人振奋的制造强国发展路线......

近期热点

广告
广告

EE直播间

更多>>

在线研讨会

更多>>