11 月 7 日音讯，硅晶体管是现有电子设备中最要害的组件之一，具有多种重要功用，但由于其自身的局限性，无法以低于某个特定电压运转。

这种根本物理约束被称为“波尔兹曼暴政”，是挡在现代设备面前的一大阻止，这无疑约束了其进一步提高功用、以及扩展适用范围的才能，尤其是在当今 AI 技能快速开展且需求更快核算才能的布景下。

为了战胜这一约束，美国麻省理工学院团队运用由锑化镓和砷化铟组成的超薄半导体资料，成功研制出一种全新的纳米级 3D 晶体管。

值得一提的是，这项研讨部分由英特尔公司赞助。他们也运用了笔直纳米线场效应晶体管（VNFET）技能，经过笔直定向结构而非传统的水平布局来办理电子流，然后避开了与水平晶体管相关的一些约束。

这是迄今已知最小的 3D 晶体管，其功用和功用可比肩乃至逾越现有硅基晶体管。相关研讨成果现已发表于《天然・电子学》（附 DOI:10.1038 / s41928-024-01279-w）。

据介绍，为进一步下降新式晶体管“体型”，他们创建出直径仅为 6nm 的笔直纳米线异质结构。比较传统硅晶体管可以在低得多的电压下高效运转，且功用可与最先进的硅晶体管相媲美。

MIT 博士后、新晶体管论文的首要作者邵燕杰（Yanjie Shao）标明，“这项技能有或许替代硅，你可以恣意将其用于现有的硅晶体管范畴，且功率更高。”。

团队还将量子隧穿原理引进新式晶体管架构内。在量子隧穿现象中，电子可以穿过而非翻越能量势垒，这使得晶体管更简单被翻开或封闭。

这些晶体管运用量子力学特性，在几平方纳米内一起完成低电压运转和高功用，然后在芯片上集成更多的 3D 晶体管，有望开宣布更快、更强的电子设备，一起更节能。

麻省理工学院电气工程与核算机科学系 (EECS) 的 Donner 工程学教授 Jesús del Alamo 说，“凭仗传统物理学，咱们只能走这么远。Yanjie 的作业标明，咱们可以做得更好，但咱们有必要运用不同的物理学。要使这种办法在未来商业化，还有许多应战需求战胜，但从概念上讲，这确实是一个打破。”。

Alamo 还说到，“咱们在这项作业中真实迈入了‘单纳米’尺度。世界上很少有团队可以制造出如此小且功用杰出的晶体管。”。

除他以外，麻省理工学院核工程和资料科学与工程教授、东京电力公司教授 Ju Li；EECS 博士生 Hao Tang；MIT 博士后 Baoming Wang；以及意大利乌迪内大学教授 Marco Pala 和 David Esseni 也参加了该论文。

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