类似dna的材料可以制造出更小的晶体管

　　计算机芯片使用数十亿个称为晶体管的微小开关来处理信息。 芯片上的晶体管越多，计算机就越快。
　　一种形状像一维DNA螺旋的材料可能会进一步推动晶体管尺寸的限制。 这种材料来自一种叫做碲的稀土元素。
　　研究人员发现，这种材料封装在一个由氮化硼制成的纳米管中，有助于构建一个直径为2纳米的场效应晶体管。市面上的晶体管都是由体积更大的硅制成，尺寸在10到20纳米之间。
　　这项研究发表在＂自然电子＂杂志上。 普渡大学的工程师与密歇根理工大学、圣路易斯华盛顿大学和达拉斯德克萨斯大学合作完成了这项工作。
　　在过去的几年里，晶体管在实验室环境中的体积小到几纳米。 目标是建立原子大小的晶体管。
　　叶培德在普渡的实验室是许多研究小组之一，他们寻求利用比硅薄得多的材料来实现更小和更高性能的晶体管。
　　＂这种碲材料真的很独特。它建立了一个功能晶体管，有可能成为世界上最小的，＂叶，普渡的理查德J和玛丽乔施瓦茨的电气和计算机工程教授说。
　　在2018年，普渡的同一个研究小组发现了碲，一种从碲中提取的二维材料。 他们发现，用这种材料制成的晶体管可以携带更多的电流，使它们更有效。
　　这一发现让他们好奇碲还能为晶体管做些什么。 该元件能够在一个维度上以超薄材料的形式出现，这有助于进一步缩小晶体管。
　　缩小场效应晶体管的一种方法，在大多数电子设备中都有，就是建立环绕较薄纳米线的栅极。 这些纳米线在纳米管中受到保护。
　　秦敬凯和廖派英，普渡电气和计算机工程博士生，领导研究如何使碲小到一个单一的原子链，然后用这些原子链或超薄纳米线建造晶体管。
　　他们开始生长碲原子的一维链。 吴文卓在普渡的实验室合成了裸碲纳米线进行比较。 华盛顿大学李阳领导的一个小组模拟了碲的行为。
　　研究人员惊讶地发现，这些一维链中的原子摆动。 这些摆动是通过TEM成像在达拉斯的德克萨斯大学和普渡的王海燕进行的。
　　＂硅原子看上去很直，但这些碲原子就像一条蛇。这是一种非常原始的结构，＂叶说。
　　摆动是原子相互强烈成对地结合形成DNA样螺旋链，然后通过称为范德瓦尔斯相互作用的弱力叠加形成碲晶体。
　　叶说，这些范德瓦尔斯相互作用将碲作为一种更有效的材料，用于单原子链或一维纳米线，与其他材料相比，因为它更容易装进纳米管。
　　由于纳米管的开口不能小于原子的大小，原子的碲螺旋可以获得更小的纳米线，因此，更小的晶体管。
　　研究人员用封装在氮化硼纳米管中的碲纳米线制造了一个晶体管，该晶体管由物理教授Yoke KhinYap在密歇根技术大学的实验室提供。 一种高质量的氮化硼纳米管有效地隔绝了碲，使制造晶体管成为可能..
　　徐贤凡在普渡的实验室用拉曼光谱对材料的性能进行了表征，以衡量其性能。
　　为这项工作提供资金的美国陆军研究办公室的项目经理乔秋说：＂这项研究揭示了一种很有前途的材料，它可以用这些微小的晶体管以极低的功耗实现更快的计算。 ＂这项技术将对军队有重要的应用。＂