中国的科学家们做出了一项重大突破,他们成功研制出了一款只需要1纳米的“记忆开关”。这个突破给我们带来了很多希望:未来的智能手机可以超长待机、物联网传感器的电池续航时间可以达到数年、可穿戴设备也不用频繁充电。北京大学电子学院的邱晨光研究员和彭练矛院士团队就是这个奇迹的幕后推手,他们把铁电晶体管的栅极长度给缩窄到了1纳米。要理解这个“开关”有多神奇,首先得了解现在芯片面临的一个大问题:CPU在处理数据时,存储和计算是分开的,数据在两个模块之间来回搬运,既费时又费电。铁电晶体管就像个“仓库”和“灶台”合二为一的地方:既能计算又能存储。但它以前有个致命的短板:操作它需要的电压太高了。这回科学家们巧妙地解决了这个问题。他们用一种极细的“电场探针”来给晶体管通电,这样就可以把能量集中在一个点上。结果就是只要施加0.6伏的电压,就能轻松拨动开关完成数据存储。传统器件在同样的电压下根本做不到这一点。 研究团队这次把晶体管的关键部件——栅极长度缩小到了1纳米。一根头发丝的直径大约是8万到10万纳米呢。在这个原子级别尺度上打造出这么细的“电场探针”,真的很了不起。当给这个探针通上电时,电场能量会高度集中在一个点上,“四两拨千斤”地完成数据存储。这种设计打破了传统铁电晶体管的物理限制,把电压效率提升到了125%,突破了铁电材料的理论极限。 这次成果给我们提供了关键条件来打造更省电的AI芯片和智能设备。相关研究成果已经在国际学术期刊《科学·进展》上发表了呢。北京大学电子学院邱晨光研究员与彭练矛院士团队真是牛掰啊!