几十亿晶体管怎么放到芯片里（科学家用锗生产最灵活自适应晶体管 或开创芯片技术新纪元）

晶体管中的电荷传输方式取决于其使用的材料。电子在材料中自由移动形成负电荷，而空穴则是单个原子中缺少电子造成的正电荷状态。这两种电荷在新型晶体管中以独特的方式同时运作。维也纳工业大学固态电子研究所的博士后研究员马西亚尔西斯塔尼解释道：“我们通过一根由锗制成的极细导线连接两个电极，并在锗上方放置一个栅电极。关键在于我们的晶体管拥有另一个控制电极，它位于锗和金属之间的界面上，可以对晶体管的功能进行动态编程。”

这种独特的器件结构使得分别控制电子和空穴成为可能。西斯塔尼补充说，“锗具有特殊的电子结构，当施加电压时，电流呈现出一个特殊的特征：负差分电阻。借助控制电极，我们可以调节这个特征的表现。这让我们的晶体管能够实现多种特性，例如，可以在逻辑电路中灵活切换与非门和或非门。”

传统的电子设备智能依赖于多个晶体管的互联，每个晶体管的功能相对单一。这种新型自适应晶体管的引入将改变这一局面。它们具有更高的适应性，使得电路的速度和能效得到显著提升。以前需要160个晶体管的算术运算现在只需24个新晶体管即可完成。

总编辑点评：

晶体管是一种电流开关，它利用电信号控制开合，不同于机械开关。长期以来，硅是制作晶体管的主要材料。随着新材料如砷化镓、氮化镓和石墨烯的研究深入，人类对于新材料在晶体作中的应用也在不断探索。本次维也纳工业大学的研究并不是寻找新的晶体管材料，而是通过引入锗这种具有特殊电子结构的元素，使晶体管更加智能和灵活，提高其适应性。研究人员希望这种新型晶体管能在节能和提高算力方面发挥重要作用，成为传统晶体管的得力助手。这一突破性的研究为我们迈向更智能、更高效的电子时代迈出了重要的一步。

来源：科技日报。