美國科學(xué)家制成首個(gè)等離子晶體管

   　據國外媒體報道，自從20世紀40年代晶體管出現以來(lái)，它一直是電腦和其他現代電子裝置的核心元件。晶體管的作用是接通、關(guān)閉或者增強電流，晶體管有各種形狀、大小和材質(zhì)，這些主要根據它的用途而定。最近科學(xué)家制作出一種新晶體管——一個(gè)微型電子計大小的等離子晶體管。

　　美國伊利諾斯大學(xué)的研究人員將一個(gè)常規微腔等離子裝置和一個(gè)電子發(fā)射體結合，研發(fā)出這種微束等離子晶體管。陳國鋒和光學(xué)物理及工程學(xué)實(shí)驗室主管加里·艾頓教授將他們的研究結果發(fā)表在最近的《應用物理學(xué)快報》上。據艾頓解釋說(shuō)，有一天等離子晶體管將擁有可以跟常規晶體管一決高下的優(yōu)勢。

　　艾頓說(shuō)：“第一個(gè)等離子晶體管可能跟你想的一樣，它的設計還達不到商業(yè)化水平。然而我們不得不說(shuō)，在需要晶體管處理高壓和高能的環(huán)境下，微束等離子晶體管具有很大優(yōu)勢。常規晶體管會(huì )因瞬變電壓受損，而微束等離子晶體管在這種情況下有可能非常耐用，因為氣體(和等離子體)不能‘燃燒’。”

　　等離子晶體管里的電子發(fā)射體，通過(guò)受控方式把電子注入到部分氖氣(等離子體)被電離的屏極里?？茖W(xué)家發(fā)現，即使電壓只有5伏特，也能改變微束等離子體的性質(zhì)，這包括將電流增強為原來(lái)的4倍和增加可見(jiàn)光的發(fā)射量。電子發(fā)射體通過(guò)受控方式改變微束等離子體的性質(zhì)，可有效將微腔等離子體裝置轉變成一個(gè)三端晶體管。微束等離子晶體管跟常規晶體管一樣，它也能控制流經(jīng)終端的電流，而且還可充當開(kāi)關(guān)或擴大器的角色。

　　科學(xué)家為了解決包括等離子電視顯示器在內的等離子裝置出現的一個(gè)問(wèn)題，開(kāi)始研究等離子晶體管。在等粒子裝置里，科學(xué)家控制等離子殼層里產(chǎn)生電子的能力受到限制，而等離子殼層里的電流通常受到離子制約。這種情況導致這些等離子裝置需要高壓才能操作。在以前的研究中，陳國鋒、艾頓以及其他人為了降低電壓，擴大效率，他們開(kāi)始研究能產(chǎn)生額外電子的方法，這些方法包括，通過(guò)增加注入到微束等離子裝置內壁上的碳納米管里的電子數量，促使額外電子產(chǎn)生。

　　在最近的研究中，電子發(fā)射體提供的輔助電子，負責將電子注入到等離子殼層里，以降低所需的電壓。但是因為電子來(lái)源也受到控制，科學(xué)家可以調節這種等離子裝置的傳導性能。等離子殼層作為等離子晶體管的主要元件，與常規晶體管基本類(lèi)似。

　　除了控制電流和可見(jiàn)光發(fā)射量以外，科學(xué)家還能減少這個(gè)裝置的等離子殼層邊緣的離子與電子的密度比。另外，將電子注入到等離子殼層里，能讓科學(xué)家在不需要一個(gè)內部探測器的情況下，可以評估等離子殼層內電子的密度。艾頓說(shuō)：“說(shuō)到微束等離子晶體管的可能應用途徑，近期最有吸引力的應用是高清晰手機或便攜式DVD播放器顯示屏。其他有趣的應用途徑是環(huán)境傳感器和生物醫學(xué)診斷。