Germanium udkonkurrerer silicium i energieffektive transistorer med n- og p-ledning

Et team af forskere fra Nanoelectronic Materials Laboratory (NaMLab gGmbH) og Cluster of Excellence Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) ved Dresden University of Technology har demonstreret den verdensomspændende første transistor baseret på germanium, der kan programmeres mellem elektron- (n) og hul- (p) ledning.

Transistorer baseret på germanium kan drives ved lave forsyningsspændinger og reduceret strømforbrug, på grund af det lave båndgab sammenlignet med silicium. Derudover de realiserede germaniumbaserede transistorer kan omkonfigureres mellem elektron- og hulledning baseret på den spænding, der påføres en af ​​gate-elektroderne. Dette gør det muligt at realisere kredsløb med lavere transistortal sammenlignet med state-of-the-art CMOS-teknologier.

Nutidens digitale elektronik er domineret af integrerede kredsløb bygget af transistorer. I mere end fire årtier er transistorer blevet miniaturiseret for at forbedre computerkraft og hastighed. Den seneste udvikling sigter mod at fastholde denne tendens ved at anvende materialer med højere mobilitet end silicium i transistorkanalen, som germanium og indium-arsenid.

En af begrænsningerne ved at bruge disse materialer er det højere statiske effekttab i transistorens off-tilstand, stammer også fra deres små bandhuller. Forskerholdet omkring Jens Trommer og Dr. Walter Weber fra NaMLab i samarbejde med cfaed lykkedes med at løse dette problem ved at udtænke germanium-nanowire-transistoren med uafhængige gating-regioner.

Dr. Weber, der leder cfaed's Nanowire Research Group, påpeger:"For første gang viser resultaterne kombinationen af ​​lave driftsspændinger med reduceret off-state lækage. Resultaterne er en nøglefaktor for nye energieffektive kredsløb."

Værket er blevet publiceret i tidsskriftet ACS Nano .