Detta är en schematisk och en optisk mikroskop av en ny transistor baserad på VO2 som möjliggör elektrisk omkoppling av materiens tillstånd. Kredit:RIKEN
(Phys.org) - Ingenjörer från flera forskningsorganisationer som arbetar tillsammans i Japan har utvecklat en fungerande prototyp av en Mott -transistor, ett möjligt alternativ till den vanliga kiselbaserade fälteffekttransistorn (FET). Prototypen, som teamet beskriver i sin artikel publicerad i tidningen Natur , använt en ny typ av material, kallas en Mott -isolator som byter från ett motstånd till en metall när en elektrisk laddning införs.
Modern elektronik är baserad på FET som vanligtvis sätts ihop som en treskiktsmacka; ytan på det översta lagret fungerar som en halvledare för den elektriska laddningen som skickas genom mittskiktet, medan det nedre lagret fungerar som en bas. I denna inställning, spänning som skickas genom en kanal ökar konduktiviteten hos det halvledande materialet så att elen kan röra sig mellan en källa och avlopp. Nettoresultatet är en enhet som kan fungera antingen som en grind eller en omkopplare. Men eftersom omkopplingsmekanismen är begränsad till bara ytan på det halvledande materialet, forskare har letat efter ett material som kan göra samma sak i hela kroppen, så att fler elektroner kan röra sig samtidigt. Detta nya team av forskare tror att de kan ha hittat det.
Detta visar emperaturberoendet för arkmotståndet för VO2 i ON och OFF -tillstånd. Bara en volt räcker för att slå på och av. Kredit:RIKEN
I deras labb, forskarna belagde en bit vanadiumdioxid, en känd Mott -isolator, med en liten bit jonisk vätska och applicerade sedan en enda volt elektricitet. Den minsta stöten orsakade att inte bara materialets yta förändrades från en isolator till en ledare, men hela biten. Det är vad Mott -isolatorer gör, men tills nu, ingen hade kunnat ta reda på hur man fick det att ske på ett kontrollerat sätt i en transistor.
Tyvärr, ingen förstår riktigt hur eller varför Mott -isolatorer byter från isolatorer till ledare som de gör och att använda en jonisk vätska för att hjälpa processen inte skulle vara praktiskt i en kommersiell transistor, vilket innebär att vi inte kommer att se sådana transistorer introduceras i produkter till salu när som helst snart. Mycket mer forskning behöver fortfarande göras, men nyheten att en prototyp har utvecklats visar att under vissa omständigheter, Mottisolatorer kan fås att fungera i en transistor och om andra sätt kan göras för att få det att fungera, nya spänningsinställbara transistorer kan skapas eller kanske fjärransändning av elenheter kan utvecklas.
© 2012 Phys.org
