迄今最小最快納米激子晶體管問(wèn)世

科技日?qǐng)?bào)2023年4月17日?qǐng)?bào)道，漫威的人氣角色蟻人如何從他小小的身體中產(chǎn)生如此強(qiáng)大的能量？秘密在于他衣服上的晶體管可放大微弱信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行處理。但以傳統(tǒng)方式放大電信號(hào)的晶體管會(huì)損失熱能并限制信號(hào)傳輸速度，從而降低性能。韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)與俄羅斯圣彼得堡國(guó)家信息技術(shù)、機(jī)械學(xué)與光學(xué)研究型大學(xué)共同開(kāi)發(fā)出一種納米激子晶體管，其使用基于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體中的層內(nèi)和層間激子，克服了現(xiàn)有晶體管的局限性。該研究于2023年3月1日發(fā)表在國(guó)際納米研究領(lǐng)域權(quán)威期刊ACS Nano雜志上。

激子負(fù)責(zé)半導(dǎo)體材料的發(fā)光，由于光和材料在電中性狀態(tài)下能自由轉(zhuǎn)換，激子成為開(kāi)發(fā)下一代發(fā)熱少的發(fā)光元件和量子信息技術(shù)光源的關(guān)鍵。

半導(dǎo)體異質(zhì)雙層是兩種不同半導(dǎo)體單層的疊層，其中有兩種激子：水平方向的層內(nèi)激子和垂直方向的層間激子。

兩個(gè)激子發(fā)出的光信號(hào)具有不同的光強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間和相干時(shí)間。這意味著對(duì)兩個(gè)光信號(hào)的選擇性控制可實(shí)現(xiàn)兩位激子晶體管的開(kāi)發(fā)。然而，要在納米尺度空間中控制層內(nèi)和層間激子，存在巨大挑戰(zhàn)。

該團(tuán)隊(duì)在之前的研究中提出了通過(guò)用納米級(jí)尖端壓制半導(dǎo)體材料來(lái)控制納米級(jí)空間中激子的技術(shù)。這一次，韓俄團(tuán)隊(duì)有史以來(lái)首次根據(jù)尖端的偏振光，遠(yuǎn)程控制激子的密度和發(fā)光效率，且無(wú)需直接接觸激子。這種結(jié)合了光子納米腔和空間光調(diào)制器的方法最顯著的優(yōu)點(diǎn)是：能夠可逆地控制激子，最大限度地減少對(duì)半導(dǎo)體材料的物理?yè)p傷，同時(shí)以光速處理大量數(shù)據(jù)。

隨著人工智能在越來(lái)越多領(lǐng)域加大應(yīng)用，收集和處理的信息量也在不斷增加。這項(xiàng)研究提出一種適合數(shù)據(jù)爆炸時(shí)代的新處理策略。團(tuán)隊(duì)也表示，納米激子晶體管有望在實(shí)現(xiàn)光學(xué)計(jì)算機(jī)方面發(fā)揮不可或缺的作用，助力人類處理由人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的海量數(shù)據(jù)。

（來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)）