降低半導(dǎo)體器件的功耗
墊腳石被放置以幫助旅行者穿越溪流。只要有連接兩岸的踏腳石，走幾步就可以輕松渡過(guò)。使用相同的原理，POSTECH的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)使用戰(zhàn)略性放置的納米粒子將半導(dǎo)體設(shè)備的功耗降低了一半。
由POSTECH的JunwooSon教授和MingukCho博士(材料科學(xué)與工程系)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組通過(guò)插入鉑納米粒子成功地最大限度地提高了氧化物半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)效率。該研究的結(jié)果最近發(fā)表在《自然通訊》上。
具有金屬-絕緣體相變的氧化物材料，當(dāng)達(dá)到閾值電壓時(shí)，材料的相從絕緣體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?，被認(rèn)為是制造低功率半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵材料。
當(dāng)幾納米寬的絕緣體疇轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘佼爼r(shí)，就會(huì)發(fā)生金屬-絕緣體相變。關(guān)鍵是要降低施加到器件上的電壓幅度，以提高半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)效率。
研究小組通過(guò)使用鉑納米粒子成功地提高了設(shè)備??的開(kāi)關(guān)效率。當(dāng)向設(shè)備施加電壓時(shí)，電流“跳過(guò)”這些粒子并發(fā)生快速相變。
該設(shè)備的記憶效應(yīng)也增加了超過(guò)一百萬(wàn)倍。一般來(lái)說(shuō)，在切斷電壓后，這些器件會(huì)立即變?yōu)闆](méi)有電流流過(guò)的絕緣體階段;這個(gè)持續(xù)時(shí)間非常短，只有百萬(wàn)分之一秒。然而，已經(jīng)證實(shí)，關(guān)于器件先前燒制的記憶效應(yīng)可以增加到幾秒鐘，并且由于鉑納米顆粒附近殘留的金屬域，器件可以在相對(duì)較低的電壓下再次運(yùn)行。
預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于開(kāi)發(fā)下一代電子設(shè)備至關(guān)重要，例如智能半導(dǎo)體或神經(jīng)形態(tài)半導(dǎo)體設(shè)備，它們可以以更少的功率處理大量數(shù)據(jù)。
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