美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室新突破

美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家研究出僅是沙粒一百萬分之一大小的納米（ n anometers）晶體管（ t ransistor），這項(xiàng)新的突破對(duì)于發(fā)展低耗電量的細(xì)小電腦晶片，將扮演重要的角色。

　　電腦晶片將隨著納米晶體管的出現(xiàn)而面對(duì)很大的改變。

　　普通的晶體管體積要大得多，它們擠在一起組成電腦和其他電子器材的頭腦。科學(xué)家使用有機(jī)分子和一種自行安裝的化學(xué)過程，把晶體管的體積縮小到的1到2納米直徑，也就是一公尺的十億分之一。

　　科學(xué)家也說，他們利用這些晶體管建了一個(gè)電腦中常見的簡(jiǎn)單電路模式。

　　美麗、簡(jiǎn)單又聰明的方法

　　研究員指出，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明，能夠以極微小的體積制成運(yùn)作方式和現(xiàn)有電腦晶片*一樣的晶體管。它證明了晶體管zui終的極限。這項(xiàng)科技將在數(shù)年內(nèi)使用于商業(yè)用途上。

　　賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)教授保羅韋斯（Paul Weiss）說：“這是一個(gè)美麗、簡(jiǎn)單又聰明的方法。它突破了許多其它納米制作方法中所包含的難題。”

　　分子晶體管技術(shù)已經(jīng)成為晶體管發(fā)展過程當(dāng)中的技術(shù)之一，現(xiàn)有的晶片以硅質(zhì)為主，它的形體上的局限，將阻礙晶片行業(yè)在未來10到15年的發(fā)展。

　　電腦晶片中的晶體管數(shù)量越多，它們解讀數(shù)據(jù)和處理信息的能力也得到加強(qiáng)，因此，納米晶體管的問世將對(duì)晶片業(yè)有重大的意義。一些專家預(yù)測(cè)，不久后將出現(xiàn)能夠隨處放置的微電腦，不需要持續(xù)充電。

　　貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究，成為成功的分子電子學(xué)實(shí)驗(yàn)之一。

　　*單電子納米碳管晶體管

　　今年6月，荷蘭研究人員制造出*能在室溫下有效工作的單電子納米碳管晶體管。這種晶體管以納米碳管為基礎(chǔ)，依靠一個(gè)電子來決定“開”和“關(guān)”狀態(tài)，由于它具有微型和低耗能的特點(diǎn)，將成為分子電腦的理想材料。

　　I BM公司在今年8月也曾宣布一個(gè)由碳原子卷起來制成管子的電路。

　　貝爾實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)中采用另一種稱為硫醇（ t hiols）的有機(jī)材料。據(jù)研究人員觀察，這些分子在調(diào)節(jié)和擴(kuò)大電流時(shí)都操作良好。

　　I BM研究部物理科學(xué)主管特伊斯（ T om Theis）說：“要知道如何打開一個(gè)分子的電子開關(guān)非常困難，從來沒有人曾在這類分子身上制作一個(gè)電子‘閘門’。如果真的能夠做到，可說是向前跨出了非常重要的一步。”

　　基本上，晶體管是屬于控制電流的開關(guān)。關(guān)上的時(shí)候，沒有電流可以通過，也就代表電腦中的“0”狀態(tài)。電流從另一側(cè)進(jìn)入時(shí)（通過“閘電極”），電子狀態(tài)轉(zhuǎn)移，電流開始流通，把開關(guān)轉(zhuǎn)到“1”的打開位置。在黃金制造的電極間自我組合貝爾實(shí)驗(yàn)室的晶體管的組成是采用非常新穎的方式，讓分子在黃金制造的電極之間自我組合。

　　研究員首先在一片硅圓晶上開一個(gè)方形凹口，然后在凹口底部放置一片黃金，形成開關(guān)的一面。之后，把圓晶浸入以碳為基礎(chǔ)、柱子形分子的溶劑中，分子扮演半導(dǎo)體的功能，它的末端能夠和黃金結(jié)合在一起。

　　溶劑蒸發(fā)后，分子在黃金上形成一個(gè)單層，有如樹干般地站立。然后再于開關(guān)的另一頭加上第二層黃金層。硅質(zhì)凹口扮演閘電極的角色，在黃金電極之間控制電流的開關(guān)。

　　以碳為基礎(chǔ)的分子層非常細(xì)小（少于一寸的1000萬分之一），比任何現(xiàn)有的硅質(zhì)晶體管小很多。而細(xì)小的開關(guān)意味著能夠更快速地進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，從而制成更快速的電腦晶片。

　　研究員說，組合技術(shù)相當(dāng)容易而便宜，能夠生產(chǎn)密度較大但體積極小的晶體管。電極之間只有1、2納米，晶體管的電路長(zhǎng)度也是歷來zui小的。

　　貝爾實(shí)驗(yàn)室物理科學(xué)研究副主管卡帕索博士（ Dr．Federico Capasso）說：“這只是一場(chǎng)革命的開始。”

　　不過，加州惠普實(shí)驗(yàn)室量子科學(xué)主管威廉斯博士說，縮小晶體管本身并不是解決問題的方法。他指出，即使能夠制造出數(shù)兆億個(gè)分子體積的晶體管，嘗試把它們連在一起，結(jié)果也許是一團(tuán)糟。