图A为传统FET，图B为新型光感FET

（来源：Philipp Stoussel/Copyright ETH Zurich）

自然科学研究机构（日本）的分子科学学院的教授Hiroshi M. Yamamoto所领导的课题组最近研发出了一种新奇的超导晶体管，它可以由光照迅速地在开和关间调节。这一成果对研发未来高速开关设备和高敏感度光学传感器具有重大意义。

场效应晶体管（FET）是调节电路电流的基本开关元件。FETs目前被广泛用于各种电子设备中，比如智能手机和计算机。近几年来，超导FET的研发受到了极大的关注，并被视为实现量子计算的关键技术。

2013年，该研究小组研发出来世界上第一个有机超导FET，基于有机超导体：κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br (κ-Br)。他们先前的工作让他们意识到有机超导FET具有与生俱来的优势，灵活性好、可设计。

在研究过程中，该小组用‘螺吡喃’薄膜代替传统FET中栅电极，得到了非常新奇的光致开关晶体管。当研究小组的成员之一，Masayuki Suda博士使用淡紫外光照射这种FET时，其电阻显著地下降，并在180s后变成了超导体。螺吡喃是光学活性非常强的有机分子，并在紫外光下有分子内电极化现象。在该体系中，超导载流子通过光感螺吡喃膜电极化迅速累积。Suda博士同时发现该元件的超导态可同时被门电压和光照控制。组合两种功能分子：BEDT-TTF和螺吡喃，可以达到多模式的操作效果，这说明有机体系具有高度设计性。薄膜在可见光照射下的脱极化即可使元件变成非超导态。

这项研究提出了一个新颖的理论：“超导态可以被光刺激调节，”并会推进未来高速开关设备和高敏感度光学传感器的研发。“现在FET转化为超导态费时180s，但理论上可达到的速度快得多，” Suda博士说。“这将为制造能满足高速信息基础设施的新设备提供新的方案。”

术语解释

超导性

超导性指的是材料在低温时突然失去所有电阻的现象。超导材料可用于制造高压电线或为NMR/MRI机器制造强电磁铁。

螺吡喃

螺吡喃是一种光致变色分子。光致变色指的是材料在光照下变色的现象。螺吡喃在紫外光和可见光下有光致异构现象，分别为不导电的闭环型和导电的开环型。

可见光，紫外光

光具有波动性。日光或荧光实际上包括了许多波长的光。其中波长在ca.10—400nm的称为紫外光，ca.400—800nm的称为可见光。

 

新材料在线编译整理—— 翻译：木成