財聯(lián)社12月26日訊（編輯 黃君芝）近期，來自美國加州大學(xué)洛杉磯分校的一組科學(xué)家公布了一種穩(wěn)定的全固態(tài)熱晶體管，它使用電場來控制半導(dǎo)體器件的熱運動。
該小組的研究成果最近發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，詳細介紹了該設(shè)備的工作原理及其潛在應(yīng)用。憑借最高的速度和性能，晶體管可以通過原子級設(shè)計和分子工程開辟計算機芯片熱管理的新領(lǐng)域。
研究人員說，“對熱量在材料中流動的精確控制一直是物理學(xué)家和工程師長期以來難以實現(xiàn)的夢想。這種新的設(shè)計原理在這方面邁出了一大步，因為它通過電場的開關(guān)來管理熱運動，就像幾十年來用晶體管做的那樣。”
電晶體管是現(xiàn)代信息技術(shù)的基本組成部分。它們最初是由貝爾實驗室在20世紀40年代開發(fā)的，有三個終端一個柵極，一個源和一個匯。當電場通過柵極施加時，它調(diào)節(jié)電（以電子的形式）如何通過芯片移動。
這些半導(dǎo)體器件可以放大或切換電信號和功率。但隨著它們的尺寸不斷縮小，一個芯片上可以容納數(shù)十億個晶體管，導(dǎo)致電子運動產(chǎn)生更多的熱量，從而影響芯片的性能。傳統(tǒng)的散熱器被動地從熱點吸收熱量，但找到一個更動態(tài)的控制來主動調(diào)節(jié)熱量仍然是一個挑戰(zhàn)。
最新研究在很大程度上解決了這些挑戰(zhàn)。這種新型熱敏晶體管具有場效應(yīng)（通過施加外部電場來調(diào)制材料的熱導(dǎo)率）和全固態(tài)部件，具有高性能，并且與半導(dǎo)體制造工藝中的集成電路兼容。
具體而言，該團隊展示的電門控?zé)峋w管實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的高性能，將熱開關(guān)效應(yīng)的速度和規(guī)模比以前提高幾個數(shù)量級，開關(guān)速度超過1兆赫茲，即每秒100萬次，其還具有1300%的熱導(dǎo)可調(diào)性以及超過100萬次開關(guān)周期的可靠性能。
研究人員說，“這項工作是一次了不起的合作的結(jié)果，我們能夠利用我們對分子和界面的詳細了解，在控制重要材料特性方面邁出了重要的一步，并有可能對現(xiàn)實世界產(chǎn)生影響。”
（財聯(lián)社 黃君芝）
