据国外媒体报道，由砷化镓纳米线制成的晶体管打破了以前的速度记录，表明该材料可能成为硅的一种替代品。

纳米线

几十年来，计算机芯片制造商一直在减少硅晶体管来提高他们芯片的计算能力。当今生产的最小的硅晶体管只有14 nm宽。但是，小型化的步伐可能会在未来十年内结束。

为了改变这个限制，研究人员正在致力于晶体管的设计，这依赖于比硅电学性能更好的材料。现在研究人员已经从潜在的材料制得了高性能的晶体管：砷化镓纳米线（Nano Lett. 2014，DOI：10.1021/ nl503596j）。

砷化镓是第III / V族元素的半导体。这些材料具有比硅更高的电荷迁移率，因此该体系的体管接通和断开的速度可以比硅系设备更快。

在应用方面，成本是一个重要的挑战。砷化镓晶片比硅晶片昂贵得多和小得多，这意味着制造商将不能因为一次性做的像硅一样多而让芯片降低成本。此外，纳米线倾向于垂直增长，露出基底平面，使上面的电接触变得棘手，在伊利诺伊大学分校的电气工程师Li Xiuling说。因此，当她的一个学生告诉她，发现砷化镓纳米线横向沿晶片表面生长，李认为这是一个机会而不是一个问题。

她和她的团队首次在2008年公布了砷化镓纳米线平面阵列的可靠增长的方法（Nano Lett，DOI：10.1021/ nl802331m），并在2013年，他们描述一种实现几乎100%平行、平面纳米线的方法（Nano Lett，DOI：10.1021/ nl400620f）。通过小心地控制镓和砷的化例和生长条件（如温度和压力），李的团队可以确保金催化剂沿表面移动，而不是离开表面垂直形成纳米线。

现在李用纳米线阵列制造了一个类似于雷达设备和移动电话的高性能晶体管。每10微米宽的晶体管含有约30根纳米线和三个电极。晶体管具有起泡的开关速度，每秒打开和关闭750亿次，或75千兆赫。平面纳米线晶体管此前的纪录为1.8 GHz。

“该设备的性能确实出色，”澳大利亚国立大学的电子材料工程师Chennupati Jagadish说。他指出，该组在GaAs晶片上生长纳米线，他们需要寻找方法以适应较大的，较便宜的硅晶片。

李表示她的团队仍有很多工作要做。“砷化铟的流动性比砷化镓高出三倍，所以如果我能使砷化铟工作，我想我们有太赫兹的速度，”她说。