@ 2016.11.10 , 19:00
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无需半导体的电子装置:性能超越传统产品

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无半导体的微电子装置

科学家们已经发明了一种能够释放自由电子的超材料。这种超材料制成的电子器件不需要使用半导体,而且速度、波长、功率容量都远远超过现有的装置。

1954年5月10日,德州仪器的Gordon Teal宣告了过去几个世纪以来最重要的发明之一,让在场了科学家与工程师们目瞪口呆。Teal小心翼翼地从口袋中掏出几件物品,观众们一下子惊呆了,这些就是硅晶体管。尽管首个晶体管是锗制造的,但目前95%的半导体都由硅制造,这些半导体是一切电子元件的核心材料。

但是在硅晶体管或者锗晶体管出现之前,所有电子设备都使用真空管。这些管子既消耗电力又热得发烫,所以晶体管一经问世就带来了巨大变革,微型化时代从此开启并延续到今天。但是这些电子装置并不完美。有些领域还是觉得硅晶体管不够用,因为电子的速度被材料的电阻限制了。为了让电子通过半导体的绝缘性和导电性之间的带隙,我们需要给它加点料才行。

来自加州大学圣地亚哥分校的研究者们设法解决了这个问题,他们从古董级的电子元器件中获得灵感,重新回到真空管电子学里的自由电子概念上。

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扫描式电子显微镜下的带有金纳米结构的超材料

真空管在今天被淘汰有着多种原因,其中之一就是在纳米级别中移动自由电子太困难了。研究者们想办法解决了这个问题,他们制造了一种拥有图案花纹表面的超材料,能从金纳米结构释放电子。根据《自然》杂志报道,这种新装置可以通过直流低压和低能量激光激活,从而实现导电性增加1000%。

有了这种装置,未来的开关、晶体管、光检器或者光伏电池都将告别半导体,而且比传统装置能应对高得多的功率。这并不是说未来的智能手机或者电脑就不用半导体了,这不可能,但是有些应用将会从真空管类型的开关中极大受益。

“这肯定不会取代所有的半导体装置,但是它可能是某些特殊应用的最佳方案,比如超高频率或者高功率装置,”该校电气工程教授Dan Sievenpiper说。

本文译自 zmescience,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 14+1

  1. 暴走的木头
    @1 year ago
    3316834

    我仿佛看到了魔纹学的起源.以后可以给自己纹身来控制电子产品了?

    [42] XX [0] 回复 [0]
  2. 茄子王
    @1 year ago
    3316844

    快点快点

  3. 3316869

    黑水晶

  4. 食品级怪蜀黍
    @1 year ago
    3316873

    @暴走的木头: 各种属性加持

  5. 3316953

    魔纹学我也会点,这就是我弄过的东西。
    t.cn/RfLPYlH

  6. 柴可撸夫斯基
    @1 year ago
    3316968

    金价要升了,快点抄底

  7. 试一试
    @1 year ago
    3317091

    果然还是物理学的天下

  8. 3317094

    @暴走的木头: 图中的纹路只有1微米大,而人体细胞的平均直径有10几微米…这不叫纹身,叫纹细胞了

  9. 3317719

    如果没理解错的话,功耗再次下降有望啊

  10. 3317722

    meta没得炒了,识相点还是退出历史舞台,别浪费钱了

  11. 一楼没人性
    @1 year ago
    3318682

    德州挺热闹

  12. 3319164

    以后把金纳米纹路弄在身体内外 帮你打通任督二脉 功力比武林高手苦练100年还强

  13. 午夜
    @1 year ago
    3320572

    原来魔法回路是真的。。。

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