Ett team av forskare från Nanoelectronic Materials Laboratory (NaMLab gGmbH) och Cluster of Excellence Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) vid Dresden University of Technology har demonstrerat den världsomspännande första transistorn baserad på germanium som kan programmeras mellan elektron- (n) och hål- (p) ledning.

Transistorer baserade på germanium kan drivas med låg matningsspänning och minskad strömförbrukning, på grund av det låga bandgapet jämfört med kisel. Dessutom, de realiserade germaniumbaserade transistorerna kan omkonfigureras mellan elektron- och hålledning baserat på spänningen som appliceras på en av grindelektroderna. Detta gör det möjligt att realisera kretsar med lägre transistorantal jämfört med den senaste CMOS-tekniken.

Dagens digitala elektronik domineras av integrerade kretsar byggda av transistorer. I mer än fyra decennier har transistorer miniatyriserats för att förbättra beräkningskraft och hastighet. Den senaste utvecklingen syftar till att bibehålla denna trend genom att använda material med högre rörlighet än kisel i transistorkanalen, som germanium och indium-arsenid.

En av begränsningarna med att använda dessa material är den högre statiska effektförlusten i transistorns off-state, härstammar också från deras små bandluckor. Forskarteamet kring Jens Trommer och Dr Walter Weber från NaMLab i samarbete med cfaed lyckades lösa detta problem genom att utforma germanium-nanowire transistorn med oberoende grindregioner.

Dr. Weber, som leder cfaeds Nanowire Research Group, påpekar:"För första gången visar resultaten kombinationen av låga driftspänningar med minskat off-state läckage. Resultaten är en nyckelfaktor för nya energieffektiva kretsar."

Verket har publicerats i tidskriften ACS Nano .