半導體器件:技術不斷進步 應用指日可待
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晶體管:速度高達845GHz
美國伊利諾大學電機系美籍華裔的馮明教授,率領幾個研究生開發成功目前世界最快的晶體管。該磷化銦與砷化銦鎵晶體管的工作速度高達845GHz。這一速度是在-55℃的低溫下獲得的,在室溫下該晶體管運行速度可為765GHz。馮明教授的研究小組開發出了能夠同時生成光信號和電信號的超高速的磷化銦與砷化銦鎵異質結雙極晶體管。該晶體管可同時發出光信號和激光束,并且可以直接進行激光束調制,從而以極高的速度傳送光信號。有關專家認為,這種晶體管可能會對計算和通信領域產生重大影響。
單分子晶體管:開發成功
2006年8月底美國科學家宣布開發成功單分子晶體管。美國亞利桑那大學的物理學家發明了一種將單分子轉變為可使用的晶體管的技術。這項突破使制造體積更小、功能更強的計算機成為可能。當前批量生產的晶體管可應用65納米工藝,而亞利桑那大學的科學家可以將晶體管做到只有一個分子那么大,也就是大約1納米。3年前科學家就開始思考如何設計新一代的晶體管。他們發現量子力學可以解決分子級晶體管的散熱問題。美國科學家使用了擁有環形結構的苯分子。
研究人員指出,在經典物理學中,來自兩個通路的電流能夠匯集,但在量子力學中,兩個電波會互相干涉而消耗,導致電流不能導通,使晶體管處于關斷狀態。美國科學家利用第三個電極中的電流改變了另兩個電波的相位,使它們不再相互干擾,從而讓晶體管處于導通狀態。科學家用了很長的時間將所有電子感應考慮在內,并制作出真正成熟的器件。目前,他們已經為該器件申請了名為“量子干涉效應晶體管(QUIET)”的專利。利用這項技術,不但可以生產出計算功能更加強大的計算機,在天文、氣象、電腦動畫等多個需要虛擬現實的領域大顯身手,而且還可用于制造細菌大小的微型機器人,讓它們像科幻電影中演示的那樣進入血管,幫助醫生做出更精確的診斷和治療。
電子紙:厚度僅0.096毫米
日本愛普生公司2006年9月開發出世界最薄的電子紙。該電子紙可彎曲,其厚度僅為0.096毫米,與普通復印紙相當。過去開發的其他電子紙厚度至少是其4倍,因而這是目前世界上最薄的電子紙。
該電子紙的清晰度為每英寸192點,尺寸為2.1英寸見方,重量為0.44克。由于其又輕又薄、可彎曲還耐沖擊,因此可廣泛用于電子書籍等用途。據該公司稱,由這種電子紙制成的電子書除了重量輕之外,由于可彎曲,因而與其他物體一起放入包內也不易損壞。
從原理而言電子紙是一種薄形顯示器。目前有電泳式、反射式液晶、透過式液晶、有機發光式和粉流體式等幾種。其中電泳式、反射式和粉流體式可做得很薄,并且省電,透過式液晶和有機發光式則適于顯示彩色,響應速度快的是有機發光式,電泳式和粉流體式適于單色顯示。
典型產品有富士通的0.8mm厚度的反射式液晶板。2006年夏該公司又開發出了0.4mm的產品,這種可彎曲的電子紙面積為3.8厘米見方。在陽光和熒光燈下可顯現紅色和藍色。
發展較為成熟的是有機電致發光的薄形顯示器,目前已可大批量生產,并且采用這種顯示器的電視機在市場上已有銷售。透過式液晶的薄顯示器也有實用產品問世。
粉流體式利用微的粉粒作顯示單位,其比液晶式的產品工作速度要快上100倍,以上幾種電子紙目前均有可供實用的樣品問世。其中大部分可作為廣告板和貨品標簽。
此外,韓國LG-飛利浦LCD公司2006年夏試制出了14.1英寸柔性電子紙。該電子紙采用了美國E Ink公司開發的電泳型電子墨水和LG-飛利浦LCD公司開發的采用不銹鋼底板的柔性TFT襯底等技術。
普利斯通公司開發出了4096色顯示的彩色電子紙。該公司采用“電子分粉流體”的電子紙技術,結合利用濾色器實現了彩色化。屏幕尺寸為8.1英寸,分辨率為480
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