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碲元素纳米线改造成的晶体管或将摩尔定律推到极致
为了在提高计算力的同时，减小计算机的体积，工程师需要越来越巧妙的方法在有限的空间里塞入更多的晶体管。
由美国陆军资助的研究团队发现，可以将稀土金属(碲)材质的纳米线转化为仅几纳米长的理想晶体管。 。
普渡大学的电气工程师Peide Ye说：“碲材料确实是独一无二的。借由它制造的纳米线，有潜力成为世界上最小的功能晶体管。”
晶体管是计算信息的重要工具，它们利用微小的电荷变化来阻止或允许电流通过。它们通常由半导体材料制成，可以视为电子的交通路口。电路的开/关组合，代表了计算机操作系统中二进制语言基础逻辑的物理单元。这样一来，拥有越多的开/关节点，就有越多的可运行的操作。
自从70多年前制造出首块晶体管，各种各样的工艺和新颖材料令晶体管的体积越发小巧。
实际上，晶体管的体型变化是有规律的，英特尔的联合创始人乔治·摩尔在1965年提出了著名的定律，内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
如今，这一趋势已大大放缓。因为更多的晶体管集中在一个区域上，意味着更多的热量积聚。
碲
尽管不是地壳中常见的元素，但它是需求量很大的半金属，可以在各种合金中找到自己的位置来提高材料硬度、抵抗腐蚀。它还具有半导体的特性。在某些情况下承载电流，而在其他情况下充当电阻器。
工程师们对碲纳米线的特性感到好奇。在电子显微镜下仔细观察，他们令人惊讶地发现，超细的“线”并非使完全整齐的一维原子队列。
Ye说：“硅原子线看起来很直，但实际像蛇一样。是一种非常原始的结构。”
经过仔细检查，他们发现碲原子链由牢固结合在一起的成对碲原子组成的，然后堆叠成晶体形式，并通过较弱的范德华力将其拉成螺旋状。
用弯曲的纳米线制造电子产品只是自找麻烦，因此，为了使其可用，研究人员一直在努力寻找可以封装它的材料。
他们发现，解决方案是氮化硼纳米管。螺旋结构不仅在内部整齐地贴合上内侧面，而且还充当了绝缘体。
最重要的是，整个半导体线的宽度仅为2纳米，与几年前创下的纪录——1纳米——处于同一水平。
时间会证明新纳米管的潜力。
如果按照预期，它有可能将当前最先进的微芯片尺寸再缩减一半。
碲元素相对稀少，尽管目前碲元素并未被当做稀缺资源，但未来的电子产品(如太阳能电池)工业可能会制造庞大的需求量。
这项研究发表在《自然·电子学》上。
本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。