美國科學(xué)家構(gòu)造出超薄超導(dǎo)場效應(yīng)晶體管
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道,美國科學(xué)家使用自主設(shè)計(jì)的、精確的原子逐層排列技術(shù),構(gòu)造出了一個(gè)超薄的超導(dǎo)場效應(yīng)晶體管,以洞悉絕緣材料變成高溫超導(dǎo)體的環(huán)境細(xì)節(jié)。發(fā)表于當(dāng)日出版的《自然》雜志上的該突破將使科學(xué)家能更好地理解高溫超導(dǎo)性,加速無電阻電子設(shè)備的研發(fā)進(jìn)程。 普通絕緣材料銅酸鹽在何種情況下從絕緣態(tài)躍遷到超導(dǎo)態(tài)?這種躍遷發(fā)生時(shí),會(huì)發(fā)生什么?這些問題一直困擾著物理學(xué)家。探究這種躍遷的一種方法是,施加外電場來增加或減少該材料中的自由電子濃度,并觀察其對材料負(fù)載電流能力的影響。但要想在銅酸鹽超導(dǎo)體中做到這一點(diǎn),還需要構(gòu)建成分始終如一的超薄薄膜以及高達(dá)100億伏/米的電場。 美國能源部物理學(xué)家伊萬·博若維奇領(lǐng)導(dǎo)的布魯克海文薄膜研究小組之前曾使用分子束外延技術(shù)制造出這種超導(dǎo)薄膜,該技術(shù)在一次制造一個(gè)原子層時(shí)還能精確控制每層的厚度。他們最近證明,用分子束外延方法制造出的薄膜內(nèi),單層酮酸鹽能展示出未衰減的高溫超導(dǎo)性,他們用該方法制造出了超薄的超導(dǎo)場效應(yīng)晶體管。 作為所有現(xiàn)代電子設(shè)備基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)場效應(yīng)晶體管內(nèi)部,一個(gè)半導(dǎo)體材料將電流從設(shè)備一端的“源”電極運(yùn)送至另一端的“耗”電極;一個(gè)薄的絕緣體則作為第三電極“門”電極負(fù)責(zé)控制場效應(yīng)晶體管。當(dāng)在絕緣體上施加特定的門電壓時(shí),該門電極會(huì)打開或關(guān)閉。但沒有已知的絕緣體能對抗誘導(dǎo)該酮酸鹽內(nèi)部高溫超導(dǎo)性所需的高電場,因此,標(biāo)準(zhǔn)場效應(yīng)晶體管的設(shè)計(jì)并不適用于高溫超導(dǎo)場效應(yīng)晶體管。 |