@ 2013.07.29 , 10:12

新材料可能让电脑更快,非常非常快

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随着时间的推移,硅电路技术越趋成熟;更小、更快、更低功耗......这一次又一次的创新将硅晶体一步步推向其物理极限。在竞争激烈的21世纪,科学家早已着手开发寻找硅的接班人。一个由美国能源部SLAC国家加速实验室组成的一个研究小组似乎找到了人们期待已久的答案。

在刚刚出版在自然材料杂志中,一份报告描述了研究人员在磁性物质内的实验成功观察到电气开关(即从非导电状态变成导电状态,一开一关正是一个晶体管的雏形,成千上万的晶体管组合在一起便是一个完整的电路)。但研究人员指磁性物质并不会取代硅,但其发现有助其他同类型材料的进一步研究。

研究人员还发现磁性物质的断电器开关速度比目前使用的硅制晶体管要快上一万亿倍左右。磁性物质芯片理论上会比当前使用的硅芯片要快上很多。但由于磁性物质必须被冷却到-190°C才能稳定使用,所以在短期内想要用磁性物质制芯片的家庭电脑颇具难度。

到底这新型半导体物质比传统硅晶片优秀多少?研究人员使用高能X射线脉冲成功观察到新型物质从绝缘体到导体转化的那一瞬间。他们还发现了电子能直接绕过绝缘部分;这表明在不久的未来,没有电极开关的晶体管也能正常工作。

来自史丹福大学能源研究所的首席研究员Hermann Durr表示:“我们已经完全掌握其特性,然而我们现在需要做的是进一步优化它。在其能够量产化之前我们需要去探索其他更优秀的材料与制造工艺。”

具体来说,他们希望能找到一种可以在室温下工作的晶体。而二氧化钒看起来则是一个不错的选择。如果Durr与他的团队在不久的将来成功找到能在室温工作的磁性物质代替品的话,由硅统治的电子世界将会被改写。

“硅花了几十年从第一个面世的半导体晶体管到当今无可超越的霸主地位”。“然而其优秀的性能增加了寻找更完美的代替品的难度”。“如果我们想超越半导体,我们就要创新;而我相信我的团队正朝着正确的方向向前迈进一大步。”Durr兴奋的说。本文译自 Quartz,由译者 BearsBestBuddy 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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