光伏材料晶体管规格的持续变小一直促进着半导体技术的前端发展趋势，伴随着石墨烯和纳米碳管等新式弹性散射原材料的发觉，生物学家日前要弹性散射塑料薄膜原材料制作而成的晶体管创出了最少规格的记录，为大家制作了用新式弹性散射原材料达到将来半导体产业生产制造需要的新宏伟蓝图。

尽管石墨烯薄膜的尺寸和总宽都非常大，但相对高度与单独碳原子同样

假如你能简洁地应用1纳米技术宽的纳米碳管，就没必需在光伏材料上刻蚀出1纳米技术的特点。现阶段此项工作中已获得了一些明显的取得成功，例如由单独纳米碳管做成的1纳米技术栅极。在半导体材料制造业中，此项工作中经常牵涉到一个艰难的全过程，即把这种薄厚仅有弹性散射的原料放到恰当的部位以造就出一个具备多功能性的半导体材料器件。

殊不知，这周发布的一篇新毕业论文叙述了一种刷新纪录的设计方法，它有着目前为止最少的晶体管栅极长短。这一记录是由石墨烯薄膜原材料的边沿造就的，这代表这一晶体管的栅极只有一个碳原子。并且根据在核心部件上应用第二种弹性散射塑料薄膜原材料再再加上恰当的设计方案，设计部门早已保证了全部晶体管便于生产制造且相对性紧密。

进到分子限度

规范的晶体管设计方案包含2个导电性电级，即源极和漏极，这两个导电性电级由正中间的一块半导体材料分隔。正中间半导体材料的情况，即它是导电性的或是绝缘层的，通常是由第三个导电性电级决策的，这一电级称为栅极。尽管有很多表现晶体管规格的方式，可是精确测量栅极长短最重要的方式 之一。

最主要的晶体管构造

硅可能是最广为人知的半导体器件，但也是有弹性散射塑料薄膜半导体器件。这种化学物质中最明显的是二硫化钼。尽管因为离子键的排序，二硫化钼并不像单独分子那麼薄，但它依然十分高密度。充分考虑它具备有效的特点，特性优良，便于实际操作，科学研究工作人员应用二硫化钼做为她们的半导体器件。源极和漏极是简洁的合金条，用以和二硫化钼联接。

在以前的1纳米技术器件中，栅极是由一个纳米碳管做成的。要比这一更小是艰难的，但也不是不太可能。石墨烯薄膜如同扁平化设计的纳米碳管，一块由碳原子联接在一起的片状。尽管塑料薄膜的尺寸和总宽将比纳米碳管大很多，但薄厚将只有一个碳原子的厚度。因此，假如你能用石墨烯片状的边沿做为栅极，你也就能获得一个特别小的栅极长短。

殊不知，全部这种原材料早已被用以成千上万的检测设备。此项新工作的奥秘取决于他们是怎么计划的，这类分配的一部分仅仅为了能让石墨烯薄膜的边沿在合理的角度上具有栅极的功效。但这类设计的一个明显的益处是，它非常容易生产制造因为它不用十分准确的精准定位分子塑料薄膜原材料。

精妙的几何图形设计方案

为了更好地制作这类机器设备，科学研究工作人员从硅和二氧化硅层逐渐。硅和二氧化硅层是纯粹做为支撑点构造的，这一晶体管自身没有硅。石墨烯片被堆积在二氧化硅原材料上产生栅极，在这里以上科学研究工作人员又堆积了一层铝。尽管铝是一种金属材料电导体，但科研工作人员让它在空气中滞留几日，在这段时间铝的外表空气氧化产生三氧化二铝。因此石墨烯薄膜的底端表层是二氧化硅，顶端表层遮盖着三氧化二铝，二者全是绝缘物。这将石墨烯边沿与晶体管硬件配置的其他部分防护起来。

为了更好地以一种合理的方法曝露石墨烯的边沿，科学研究工作人员简易地顺着铝的边沿刻蚀，直到下边的二氧化硅。越过石墨烯薄膜，并外露可以作为栅极的边沿。这时全部器件遮盖了一层很薄的绝缘物空气氧化铪层，在栅极和别的硬件配置中间带来了一点空间。下面，二硫化钼半导体材料塑料薄膜被堆积在整体构造上。

因而，石墨烯的边沿如今被嵌在器件竖直部位的外壁上，并十分挨近二硫化钼层。石墨烯的边沿现在可以做为一个栅极来操纵半导体材料的导电率，这一栅极的长短便是是石墨烯薄膜的薄厚——一个碳原子或0.34纳米技术。

最终，该精英团队简易地将源极和漏极置放在栅极的两边。根据调节三维合理布局可使这越来越非常容易。源极放到顶端，漏极放到底端，正中间是竖直的栅极墙，因而科学研究工作人员开玩笑的称它们的设施为“外壁晶体管”，由于栅极坐落于外壁的正中间。

新式器件的构造

新式器件的构造，灰黑色为二氧化硅板材，深蓝色为石墨烯，鲜红色为铝/三氧化二铝层，淡黄色为二氧化钼，空气氧化铪层沒有展现出去。

不仅是设计方案

尽管该器件的许多特点全是根据设计方案模型获得的，但科研工作人员事实上早已制作了几十个晶体管。在其中一些是为了更好地三维成像和确定原材料都是在生产制造环节中所希望的部位，但另一些则被用于证实新设计方案出來的晶体管能正常的工作中，虽然它必须非常高的工作电压才可以保证这一点。另一个特点是它还具备充足低的泄露电流，漏电流通常是是半导体材料中被失效耗费的电流量，因而针对规定较低泄露电流的低功率半导体器件而言，这类新设计方法十分有诱惑力。

自然真真正正关键的是科学研究工作人员找到一种方式，应用较小规格的分子薄原材料做为作用晶体管的一部分。当石墨烯和二硫化钼被加入到机器设备里时，她们不用尤其精准的精准定位方法就能实现这一点。一部分因素是必须精准定位的石墨烯边沿是根据刻蚀造成的，与此同时二硫化钼的部位早已充足好，足够遮住晶体管的源极，漏极和栅极。

要生产制造数十亿个根据这类构造的机器设备，大家还要较长一段时间才可以保证便于精准定位，但生物学家早已迈出第一步。

文中参照arstechnica文章，“A transistor made using two atomically thin materials sets size record”，若有兴趣爱好还可查看全文。

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