日本开发在磁场下实现电阻开关效应的半导体器件

日本开发在磁场下实现电阻开关效应的半导体器件 日本一个研究团队研制出一种半导体纳米通道器件，给这种器件施加磁场能使其电阻值发生高达250倍的变化。这种现象未来有望用于开发新型电子元器件等。相关论文已发表在国际学术期刊《先进材料》上。 新华社报道，日本东京大学近日发布公报说，该校研究人员领衔的团队研制出一种通道长20纳米的锗半导体纳米通道器件，它属于半导体两端器件，拥有铁和氧化镁双层结构的电极，还添加了硼元素。研究人员观察到，通过给这种器件施加磁场能使其表现出电阻开关效应，外加磁场还使其实现了高达250倍的电阻变化率。研究人员给这种现象取名为“巨磁阻开关效应”。 公报说，目前仅能在20开尔文（约零下253摄氏度）的低温环境下观测到这种“巨磁阻开关效应”。研究团队下一步将致力于提高“巨磁阻开关效应”出现的温度，以便将其用于开发新型电子元器件等。 电阻开关效应一般指，材料能够在外电场作用下在低电阻态和高电阻态之间可逆转换。基于电阻开关效应的电阻式随机存取存储器被视为最有竞争力的下一代非易失性存储器之一。 传统的动态随机存取存储器是利用电容储存电荷多少来存储数据，一大缺点是数据的易失性，电源意外切断时会丢失存储数据。而电阻式随机存取存储器是通过向器件施加脉冲电压产生电阻高低变化，以此表示二进制中的“0”和“1”，其存储数据不会因意外断电而丢失，是一种处于开发阶段的下一代内存技术。 论文第一作者、东京大学研究生院工学系研究科教授大矢忍接受新华社邮件采访时说，目前已有很多关于电阻开关效应的研究，但此前对电阻开关效应的“磁场依存性”关注较少。新成果将来有望在电子领域得到应用，特别是用于神经形态计算以及开发下一代存储器、超高灵敏度传感器等新型器件。 2024年4月5日 1:53 PM

香港城大研究人员找到开发性能卓越的多功能电子器件的新方法

香港城大研究人员找到开发性能卓越的多功能电子器件的新方法 电子元件（包括晶体管）的微型化已经达到了一个瓶颈，给半导体的生产带来了障碍。然而，由香港城市大学（城大）材料科学专家领导的一组研究人员推出了一种新方法，利用由混合维纳米线和纳米薄片制成的晶体管，制造出多功能、高性能的电子元件。这一突破有助于简化芯片电路设计，并促进未来灵活而节能的电子设备的发展。近几十年来，随着晶体管和集成电路的不断扩展，已经开始达到物理和经济上的极限，以可控和具有成本效益的方式制造半导体器件已成为一项挑战。晶体管尺寸的进一步扩大增加了漏电流，从而增加了功率耗散。复杂的布线网络也会对功耗产生不利影响。多值逻辑（MVL）已成为克服日益增长的功耗的一项前景广阔的技术。它超越了传统二进制逻辑系统的限制，大大减少了晶体管元件及其互连的数量，从而实现了更高的信息密度和更低的功耗。人们一直致力于构建各种多值逻辑器件，包括反双极晶体管（AAT）。反双极晶体管的突破性进展反双极器件是一类正（空穴）负（电子）电荷载流子都能在半导通道内同时传输的晶体管。然而，现有的反双极型器件主要使用二维或有机材料，这些材料对于大规模半导体器件集成来说并不稳定。此外，它们的频率特性和能效也很少被探索。针对这些限制，香港城市大学协理副校长（企业）兼材料科学与工程学系副系主任何颂贤教授领导的研究团队着手研究开发信息密度更高、互连更少的反双极器件电路，并探索其频率特性。基于 GaAsSb/MoS2 异质结的三元逆变器示意图研究小组采用先进的化学气相沉积技术制造出了一种新型的混合维异质晶体管，它结合了高质量砷化镓锑纳米线和MoS2纳米片的独特性能。革命性的混维晶体管新型反双极性晶体管性能卓越。由于混维GaAsSb/MoS2结具有很强的界面耦合和带状结构排列特性，这种异质晶体管具有突出的反双极传输特性，并能实现跨导翻转。与 CMOS 技术中的传统频率倍增器相比，转导的翻转使频率响应输入的模拟电路信号加倍，从而大大减少了所需器件的数量。何教授说："我们的混维反双极晶体管可以同时实现多值逻辑电路和频率乘法器，这在反双极晶体管应用领域尚属首次。"香港城市大学教授何颂贤多值逻辑特性简化了复杂的布线网络，降低了芯片功耗。器件尺寸的缩小以及结区的缩小使器件既快速又节能，从而实现了高性能的数字和模拟电路。"何教授说："我们的研究结果表明，混合维反双极器件能够实现具有高信息存储密度和信息处理能力的芯片电路设计。迄今为止，半导体行业的大多数研究人员都专注于器件的微型化，以保持摩尔定律的发展。但是，反双极型器件的出现显示了现有基于二进制逻辑的技术的相对优越性。这项研究开发的技术代表着向下一代多功能集成电路和电信技术迈进了一大步。"这项研究还为进一步简化复杂的集成电路设计以提高性能提供了可能。这种混维反双极性器件的跨导翻转功能显示了在数字和模拟信号处理中的广泛应用，包括三元逻辑反相器、先进光电子学和倍频电路。何教授补充说："新的器件结构预示着未来多功能电子技术革命的潜力。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

纳米级发电厂：用石墨烯带将热能转化为电能

纳米级发电厂：用石墨烯带将热能转化为电能 他回忆说："当时，物理学家们刚刚开始谈论量子技术和量子计算机的潜力。如今，这一领域已有数十家初创公司，各国政府和公司正投资数十亿美元进一步开发这项技术。我们现在看到了计算机科学、密码学、通信和传感器领域的首批应用。"佩林的研究开辟了另一个应用领域：利用量子效应发电，能量损失几乎为零。为了实现这一目标，这位 36 岁的科学家结合了物理学中两个通常独立的学科：热力学和量子力学。米卡尔-佩兰。图片来源：SNF去年，佩兰的研究质量及其未来应用潜力为他带来了两项殊荣：他不仅获得了年轻研究人员梦寐以求的欧洲研究理事会启动基金之一，还获得了瑞士国家科学基金会 (SNS)F 的 Eccellenza 教授奖学金。现在，他在 Empa 领导一个九人研究小组，同时还是苏黎世联邦理工学院量子电子学助理教授。在阿姆斯特丹读完高中后，他于 2005 年开始在代尔夫特理工大学攻读应用物理学学位。从一开始，Perrin 就对具体应用比理论更感兴趣。正是在师从量子电子学领域的先驱 Herre van der Zant 时，佩兰第一次体验到了微米级和纳米级微小器件工程的魅力。他很快就意识到分子电子学带来的无限可能性，因为根据所选分子和材料的不同，电路具有完全不同的特性，可以用作晶体管、二极管或传感器。纳米工程的挑战在攻读博士学位期间，佩林在代尔夫特理工大学的纳米实验室洁净室里度过了大量时光全身始终笼罩在白色的罩子里，以防止毛发或灰尘颗粒污染微型电子设备。洁净室为制造几纳米大小的机器提供了技术基础（比人的头发直径小约 1 万倍）。佩兰解释说："一般来说，你想建造的结构越小，你所需要的机器就越大、越贵。例如，光刻机用于在微芯片上绘制复杂的微型电路图案。纳米加工和实验物理学需要大量的创造力和耐心，因为几乎总会出错。然而，奇怪和意想不到的结果往往最令人兴奋"。博士毕业一年后，佩兰在米歇尔-卡拉梅（Michel Calame）的实验室获得了一个职位。从那时起，拥有法国和瑞士双重国籍的他就与伴侣和两个女儿居住在杜本多夫。在 Empa，这位年轻的研究员可以自由地继续进行纳米材料实验。一种材料很快引起了他的特别注意：石墨烯纳米带，一种由碳原子制成的材料，其厚度与单个原子一样薄。这些纳米带是由 Roman Fasel 在 Empa 的研究小组以最高精度制造的。佩林能够证明这些纳米带具有独特的性能，可用于一系列量子技术。与此同时，他开始密切关注将热能转化为电能。2018 年，事实证明量子效应可用于将热能有效地转化为电能。迄今为止，问题在于这些理想的物理特性只出现在极低的温度下接近绝对零度（0 开尔文；-273°C）。这与智能手机或微型传感器等未来潜在应用关系不大。佩林想到了利用石墨烯纳米带来规避这一问题。与其他材料相比，石墨烯纳米带的特殊物理特性意味着温度对量子效应的影响要小得多，因此也就更容易产生理想的热电效应。他在 Empa 的研究小组很快就证明，石墨烯纳米带的量子效应即使在 250 开尔文（即零下 23 摄氏度）的环境下也基本保持不变。未来，该系统有望在室温下也能工作。未来的挑战和雄心要使我们的智能手机使用更少的电能，还有许多挑战需要克服。极度微型化意味着不断需要特殊元件，以确保内置系统能够真正工作。佩林与来自中国、英国和瑞士的同事最近共同研究发现，直径仅为一纳米的碳纳米管可以作为电极集成到这些系统中。不过，佩林估计，至少还需要 15 年的时间才能大规模制造出这些精致而高度复杂的材料，并将其集成到设备中。"我的目标是研究出应用这项技术的基本依据。只有这样，我们才能评估其实际应用的潜力"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

中国思想家评传丛书描述：由著名教育家、中国思想史专家、原南京大学名誉校长匡亚明教授生前发起并主编，中国思想家研究中心组织编撰，总

中国思想家评传丛书 描述：由著名教育家、中国思想史专家、原南京大学名誉校长匡亚明教授生前发起并主编，南京大学中国思想家研究中心组织编撰，总计200部、6000余万言的大型学术丛书。由南京大学出版社于2006年8月出齐。全书共收入包括文、史、哲、经、法、理、工、医、农、兵以及教育、政治、宗教等诸多学科领域“从孔子到孙中山”约2500年间的传主270余名，“评传丛书”是经过数百名学者20余年来潜心研究，涵茹古人著述而后著成的思想文化研究的专著，是具有原创性的思想文化项目。 链接：https://pan.quark.cn/s/30dd5812dbe6 大小：8.2G 标签：#中国思想家评传丛书 #电子书 #quark 频道：@yunpanshare 群组：@yunpangroup