半導體器件：技術(shù)不斷進(jìn)步 應用指日可待

　　2006年半導體器件的開(kāi)發(fā)取得一系列新進(jìn)展。引人注目的是美國開(kāi)發(fā)出速度高達845GHz的晶體管。由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統的半導體器件外形獲重大改進(jìn)。器件的形狀并非只有芯片一種。美國科學(xué)家已開(kāi)發(fā)出僅1納米的單分子晶體管；日本廠(chǎng)商在世界上領(lǐng)先研制出厚度與普通紙相當的“電子紙”；日立公司小米粒大小的電子標簽已可月產(chǎn)上百萬(wàn)個(gè)。此外，韓國三星公司在大容量存儲器上取得領(lǐng)先世界的重大進(jìn)展；英特爾公司劃時(shí)代的硅光電激光器問(wèn)世；IBM開(kāi)發(fā)成功超高速的硅鍺半導體器件?，F分別介紹如下。

　　晶體管：速度高達845GHz

　　美國伊利諾大學(xué)電機系美籍華裔的馮明教授，率領(lǐng)幾個(gè)研究生開(kāi)發(fā)成功目前世界最快的晶體管。該磷化銦與砷化銦鎵晶體管的工作速度高達845GHz。這一速度是在-55℃的低溫下獲得的，在室溫下該晶體管運行速度可為765GHz。馮明教授的研究小組開(kāi)發(fā)出了能夠同時(shí)生成光信號和電信號的超高速的磷化銦與砷化銦鎵異質(zhì)結雙極晶體管。該晶體管可同時(shí)發(fā)出光信號和激光束，并且可以直接進(jìn)行激光束調制，從而以極高的速度傳送光信號。有關(guān)專(zhuān)家認為，這種晶體管可能會(huì )對計算和通信領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

　　單分子晶體管：開(kāi)發(fā)成功

　　2006年8月底美國科學(xué)家宣布開(kāi)發(fā)成功單分子晶體管。美國亞利桑那大學(xué)的物理學(xué)家發(fā)明了一種將單分子轉變?yōu)榭墒褂玫木w管的技術(shù)。這項突破使制造體積更小、功能更強的計算機成為可能。當前批量生產(chǎn)的晶體管可應用65納米工藝，而亞利桑那大學(xué)的科學(xué)家可以將晶體管做到只有一個(gè)分子那么大，也就是大約1納米。3年前科學(xué)家就開(kāi)始思考如何設計新一代的晶體管。他們發(fā)現量子力學(xué)可以解決分子級晶體管的散熱問(wèn)題。美國科學(xué)家使用了擁有環(huán)形結構的苯分子。

　　研究人員指出，在經(jīng)典物理學(xué)中，來(lái)自?xún)蓚€(gè)通路的電流能夠匯集，但在量子力學(xué)中，兩個(gè)電波會(huì )互相干涉而消耗，導致電流不能導通，使晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)。美國科學(xué)家利用第三個(gè)電極中的電流改變了另兩個(gè)電波的相位，使它們不再相互干擾，從而讓晶體管處于導通狀態(tài)?？茖W(xué)家用了很長(cháng)的時(shí)間將所有電子感應考慮在內，并制作出真正成熟的器件。目前，他們已經(jīng)為該器件申請了名為“量子干涉效應晶體管(QUIET)”的專(zhuān)利。利用這項技術(shù)，不但可以生產(chǎn)出計算功能更加強大的計算機，在天文、氣象、電腦動(dòng)畫(huà)等多個(gè)需要虛擬現實(shí)的領(lǐng)域大顯身手,而且還可用于制造細菌大小的微型機器人，讓它們像科幻電影中演示的那樣進(jìn)入血管，幫助醫生做出更精確的診斷和治療。

　　電子紙：厚度僅0.096毫米

　　日本愛(ài)普生公司2006年9月開(kāi)發(fā)出世界最薄的電子紙。該電子紙可彎曲，其厚度僅為0.096毫米，與普通復印紙相當。過(guò)去開(kāi)發(fā)的其他電子紙厚度至少是其4倍，因而這是目前世界上最薄的電子紙。

　　該電子紙的清晰度為每英寸192點(diǎn)，尺寸為2.1英寸見(jiàn)方，重量為0.44克。由于其又輕又薄、可彎曲還耐沖擊，因此可廣泛用于電子書(shū)籍等用途。據該公司稱(chēng)，由這種電子紙制成的電子書(shū)除了重量輕之外，由于可彎曲，因而與其他物體一起放入包內也不易損壞。

　　從原理而言電子紙是一種薄形顯示器。目前有電泳式、反射式液晶、透過(guò)式液晶、有機發(fā)光式和粉流體式等幾種。其中電泳式、反射式和粉流體式可做得很薄，并且省電,透過(guò)式液晶和有機發(fā)光式則適于顯示彩色,響應速度快的是有機發(fā)光式,電泳式和粉流體式適于單色顯示。

　　典型產(chǎn)品有富士通的0.8mm厚度的反射式液晶板。2006年夏該公司又開(kāi)發(fā)出了0.4mm的產(chǎn)品，這種可彎曲的電子紙面積為3.8厘米見(jiàn)方。在陽(yáng)光和熒光燈下可顯現紅色和藍色。

　　發(fā)展較為成熟的是有機電致發(fā)光的薄形顯示器,目前已可大批量生產(chǎn)，并且采用這種顯示器的電視機在市場(chǎng)上已有銷(xiāo)售。透過(guò)式液晶的薄顯示器也有實(shí)用產(chǎn)品問(wèn)世。

　　粉流體式利用微的粉粒作顯示單位，其比液晶式的產(chǎn)品工作速度要快上100倍，以上幾種電子紙目前均有可供實(shí)用的樣品問(wèn)世。其中大部分可作為廣告板和貨品標簽。

　　此外，韓國LG-飛利浦LCD公司2006年夏試制出了14.1英寸柔性電子紙。該電子紙采用了美國E Ink公司開(kāi)發(fā)的電泳型電子墨水和LG-飛利浦LCD公司開(kāi)發(fā)的采用不銹鋼底板的柔性TFT襯底等技術(shù)。

　　普利斯通公司開(kāi)發(fā)出了4096色顯示的彩色電子紙。該公司采用“電子分粉流體”的電子紙技術(shù)，結合利用濾色器實(shí)現了彩色化。屏幕尺寸為8.1英寸，分辨率為480