用于下一代纳米芯片的解决方案是凭空而来的

RMIT大学的研究人员设计了一种新型晶体管，这是所有电子产品的构建模块。这些晶体管不是通过硅片发送电流，而是通过狭窄的气隙发送电子，在那里它们可以像在太空中一样无阻碍地行进。

该器件在材料科学杂志Nano Letters上发布，完全消除了任何半导体的使用，使其更快，更不容易升温。

主要作者和博士 RMIT功能材料和微系统研究小组的候选人Shruti Nirantar女士表示，这种有希望的纳米芯片概念验证设计可以将金属和气隙结合起来，从而彻底改变电子产品。

“每台计算机和手机都有数百万到数十亿的硅制电子晶体管，但这种技术正在达到物理极限，硅原子会阻碍电流流动，限制速度并产生热量，”Nirantar说。

“我们的空气通道晶体管技术使电流流过空气，因此没有碰撞使其减速，并且材料中没有阻力产生热量。”

计算机芯片的功率 - 或压缩到硅芯片上的晶体管数量 - 已经在可预测的路径上增加了数十年，大约每两年翻一番。但这种进步的速度，即摩尔定律，近年来已经放缓，因为工程师们正在努力制造晶体管部件，这些部件已经比最小的病毒小，但仍然更小。

Nirantar表示，他们的研究是纳米电子产品应对硅基电子产品限制的一种有前途的方法。

“这项技术只是采用不同的途径来实现晶体管的小型化，以便在几十年内维护摩尔定律，”Shruti说。

研究小组负责人Sharath Sriram副教授表示，该设计解决了传统固体通道晶体管的一个主要缺陷 - 它们充满了原子 - 这意味着穿过它们的电子相互碰撞，减速并浪费能量作为热量。

“想象一下，在人群密集的街道上行走，努力从A点到B点。人群会减慢你的进度，消耗你的能量，”斯里兰姆说。

“另一方面，在真空中旅行就像一条空旷的高速公路，在那里你可以以更高的能源效率更快地开车。”

虽然这个概念很明显，但围绕晶体管的真空封装解决方案使它们更快也会使它们变得更大，因此不可行。

“我们通过在两个金属点之间创建纳米级间隙来解决这个问题。间隙只有几十纳米，比人类头发的宽度小50,000倍，但它足以欺骗电子以为它们正在通过真空并为纳米级气隙内的电子重建虚拟外层空间，“他说。

纳米级器件旨在与现代工业制造和开发过程兼容。它还具有太空应用 - 既可以作为抗辐射的电子设备，也可以使用电子发射来控制和定位“纳米卫星”。

“这是迈向一项令人兴奋的技术的一步，该技术旨在创造无中生有的东西，以显着提高电子产品的速度，并保持快速技术进步的步伐，”斯里兰姆说。

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