微電子革命:氧化還原門控技術引領新紀元
隨著積體電路在為我們的電子裝置提供動力時功能越來越強大,體積卻愈發微小。近年來,科學家們在晶片上嘗試安裝更多半導體元件,微電子領域的創新步伐不斷加速。阿貢國家實驗室的研究人員在探索一種精密調控電子流的新技術——“氧化還原門控”時取得了突破性進展。這一創新有望推動新型低功耗半導體和量子裝置的發展。
根據阿貢國家實驗室釋出的資料,由於微電子器件體積小,其面臨的一個重要挑戰是如何保持低功耗執行,同時保持卓越效能。美國能源部(DOE)阿貢國家實驗室的研究人員在一項發表於《先進材料》雜誌上的研究中引入了一種名為“氧化還原門控”的新技術,可精準控制電子在半導體材料中的流動。
阿貢國家實驗室的材料科學家陳偉指出:“研究人員渴望打造類似人腦工作方式的電路,人腦的高效執行是值得效仿的。而‘氧化還原’正是引導電子傳輸的一種化學反應。傳統微電子器件通常依賴電場效應來控制電子流動。然而,利用‘氧化還原門控’技術,科學家們設計的裝置能夠透過在電子門材料上施加電壓,從而調節電子的流向。
新技術的優勢
阿貢材料科學家狄龍-方表示:“新型氧化還原門控策略使我們能夠在低電壓下有效控制電子流,提高能效並避免系統受損。這些材料展示出良好的可迴圈使用效能,幾乎不會出現效能 degradation。”同時,阿貢材料科學家陳偉強調控制材料的電子特性對研究人員來說至關重要,尤其是那些追求超越傳統裝置特性的科學家。
據研究人員介紹,氧化還原門控技術還有望為新型量子材料的創新提供契機,這些材料的相位可在低功耗下進行操控。此外,該技術有望拓展到多功能半導體和由可持續元素構成的低維量子材料領域。
未來展望
阿貢物理學家周華指出,氧化還原門控技術的出現將為新一代電子裝置帶來前所未有的創新機遇,促成更高效、更穩定的電子器件。這一技術的廣泛應用還有望為量子領域帶來新的突破,推動低功耗電子裝置的發展。