栅极长度仅一纳米的晶体管问世

科技日报华盛顿10月7日电 在7日出版的《科学》杂志上，一美国研究小组发表论文称，他们利用碳纳米管和二硫化钼（MoS2），成功制出目前世界最小晶体管，其栅极长度仅有1纳米，这一仅是人类发丝直径五万分之一的尺度，远低于硅基晶体管栅极长度最小5纳米的理论极值。

制出更小的晶体管，是半导体行业一直努力的方向，栅极长度则被认为是衡量晶体管大小的标准。目前，市面上高端电子产品所用晶体管多为栅极20纳米的硅基晶体管，而业界普遍认为，栅极小于5纳米的晶体管无法正常工作。为克服硅的局限性，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室研究员阿里·贾维领导的研究小组，把目光瞄向了二硫化钼和碳纳米管。

二硫化钼与硅一样具有晶体晶格结构，但与硅相比，二硫化钼的导电性更易控制，且可被加工成只有0.65纳米厚的、介电常数（又称电容率）较低的薄层，可算是理想的晶体管材料。而用直径只有1纳米的碳纳米管做栅极，则是充分考虑制造工艺难度的结果。因为制造只有1纳米的微小结构并不是一件容易的事，传统的光刻技术无法很好完成这样的工作。研究小组的测试表明，以碳纳米管作为栅极的二硫化钼晶体管，可有效地控制电流。即使栅极只有1纳米，其电气性能表现依然良好。

贾维表示，栅极只有1纳米的晶体管是目前世界上最小的晶体管。同时研究也表明，材料科学会为电子产品小型化提供更多的空间。只要找到合适的半导体材料，构建合适的结构，摩尔定律在未来一段时间内还依然可以有效。