美科學家研發新一代量子穿隧方案
- 上線日期：2010/11/11 上午 12:00:00
- 資料來源：電子工程專輯
美國奧勒岡州立大學(Oregon State University，OSU)的研究人員宣佈，已經利用金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal，MIM)架構，找到了一種更好的量子穿隧(quantum tunneling)方案，可望因此催生速度更快、耗電更少、運作溫度更低的電子元件。
量子穿隧能提供超越傳統電流的優勢，在這種模式下，電子(electrons)是會跳躍過元件障蔽，而不是穿越它們；後者會降低電流速度、提高耗電需求並產生過多的熱量。不過傳統的穿隧式二極體(tunneling diodes)，採用重摻雜的p-n接面(heavily doped p–n junction)，也限制了它們在離散元件內的應用。
MIM二極體採用兩種功函數(work function)不同的金屬，中間以絕緣體分隔；如此能產生一種彈道傳輸機制(ballistic transport mechanism)，加速電子在兩種金屬之間的接觸。2007年，一家美國公司Phiar曾展示過一款實驗性質的MIM二極體，能以3.8THz的最高頻率運作；不過據說該研究案因為無法在邁向商業化的過程中克服良率問題，已經宣告失敗。
至於奧勒岡州立大學的研究人員，則聲稱已經藉由用非晶態(amorphous)金屬取代結晶態金屬觸點，解決了可能的良率問題。「我們的解決方案應該可以克服良率問題，並可實現低溫製程；」該大學教授Douglas Keszler表示：「此外也能提供一種隨時調節穿隧元件特性的折衷方法。」
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