科技日报北京3月26日电(记者刘霞)英国和加拿大科学家组成的一个世界研讨团队开宣布一种新式单分子晶体管,使用量子干与来操控电子流。这一效果为在电子设备中使用量子效应带来了新的可能性,有望催生比现有设备更小、更快、更节能的新式晶体管,以制作新一代电子设备。相关论文发表于25日出书的《天然纳米技术》杂志。
晶体管是现代电子技术的根本组成部分,用于放大和切换电信号,大范围的应用于从智能手机到宇宙飞船等各种设备和器材上。但传统晶体管制作办法已抵达极限。跟着晶体管越来越小,其功率越来越低,且简单遭到差错的影响。因为存在量子隧穿效应,即便晶体管封闭,电子也会从中走漏。
鉴于此,研讨人员正在探究新式开关机制,希望能消除这种影响。在最新研讨中,英国玛丽女王大学物理与化学科学学院简摩勒教授领导的团队,凭借量子干与研制出一种新式晶体管,消除了量子隧穿效应的影响。在这种量子力学效应中,电子表现为波而非粒子。
新式晶体管的导电通道是单个导电分子卟啉锌。该分子坐落两个石墨烯电极之间,当向电极施加电压时,凭借量子干与效应可操控经过分子的电子流。干与指两个波彼此作用而彼此抵消(相消干与)或彼此增强(相长干与)时产生的一种现象。在新晶体管内,研讨人员经过操控电子在卟啉锌分子内活动时是相长干与仍是相消干与来翻开和封闭晶体管。
研讨团队发现,新式晶体管的开关比十分高,这在某种程度上预示着它能够十分精确地翻开和封闭电流。晶体管也很安稳,曾经由单个分子制成的晶体管只能开关几回,但新晶体管在不产生毛病的情况下能够开关数十万次。
摩勒等人以为,新式晶体管可用来制作新一代电子设备,包含新式电脑、智能手机,以及医疗设备等。并且最新研讨依据成果得出,量子干与能够高效且可靠地操控晶体管内的电子流,有望带来更小、更快、更节能的晶体管。