幾十年來 硅一直主導著計算機芯片和晶體管的生產 以至于世界科技之都都以它的名字命名——硅谷（Silicon Valley）。然而 硅的統治可能不會永遠持續下去 麻省理工學院（MIT）的一項最新研究結果就很有可能動搖其霸主地位。

麻省理工學院的研究人員發現 一種名為InGaAs（砷化銦鎵）的合金可能具有制造更小 更節能的晶體管的潛力。以前 研究人員認為InGaAs晶體管的性能會在小范圍內下降。但是最新的研究結果表明 這種明顯的變質并非材料本身的固有特性。

研究人員表示 這一發現可能會在某一天幫助推動計算能力和效率超越硅所能提供的水平。該研究主要作者、麻省理工學院微系統技術實驗室和電氣工程與計算機科學系（EECS）學生Xiaowei Cai表示 “我們真的很興奮。我們希望這一結果將鼓勵大家繼續探索使用InGaAs作為晶體管的通道材料。

晶體管是計算機的重要組成部分。它們充當著開關的作用（停止電流或讓電流流動） 并可以引發一系列驚人的計算：從模擬全球氣候到在Youtube上播放視頻。一臺筆記本電腦可能包含數十億個晶體管。為了像過去幾十年那樣在未來提高計算能力 電氣工程師將不得不開發更小、更緊湊的晶體管。迄今為止 硅一直是晶體管的半導體材料的首選。

然而 InGaAs已經顯露出成為其潛在競爭對手的跡象。據研究 即使在低電壓下 電子也能輕松地穿過InGaAs。研究人員表示 這種材料“已知具有出色的（電子）傳輸性能”。InGaAs晶體管可以快速處理信號 從而可能加快計算速度。另外 InGaAs晶體管可以在相對較低的電壓下運行 這意味著它們可以提高計算機的能源效率。因此 InGaAs似乎是用于計算機晶體管的有前途的材料。

但這種材料一直被認為有一個BUG 即其良好的電子傳輸特性會隨規模的縮小而減弱 但這正是制造更快、更密集的計算機處理器所需要的。這個問題使一些研究人員得出結論 認為納米InGaAs晶體管根本不可能取代硅。

然而 此次MIT的研究得出結論稱 該問題應部分歸因于氧化物陷阱 而并非這種材料本身的缺陷。氧化物會導致電子在試圖流過晶體管時被卡住。Cai說 “我們發現這是一種誤解。”

“晶體管應該像一個開關一樣 你希望能夠接通電壓并產生大量電流。但是 如果您捕獲了電子 則發生的事情就是打開電壓 但通道中只有非常有限的電流。因此 當氧化物被捕獲時 開關能力會大大降低。”他解釋說。

研究小組通過研究晶體管的頻率依賴性 即電脈沖通過晶體管的傳輸速率 確定了上述結論。在低頻下 納米InGaAs晶體管的性能似乎會有所下降。但在1千兆赫或更高的頻率下 它們運行地很好 即氧化物捕獲不再是一個障礙。 責任編輯:tzh