硅晶体管，作为现代电子设备的核心部件，其性能提升一直受限于“波尔兹曼暴政”这一物理障碍，导致无法在低于特定电压下运行。然而，美国麻省理工学院的研究团队近日取得了突破性进展。
该团队利用锑化镓和砷化铟组成的超薄半导体材料，成功研发出全新的纳米级3D晶体管。这种晶体管采用了垂直纳米线场效应晶体管（VNFET）技术，通过垂直结构管理电子流，从而突破了传统水平晶体管的限制。
这项创新研究的成果已经发表在《自然・电子学》杂志上。研究团队不仅创造出了直径仅为6nm的垂直纳米线异质结构，还实现了在低电压下的高效运行，且性能与最先进的硅晶体管不相上下。
MIT博士后邵燕杰作为新晶体管论文的主要作者表示，这项技术有望取代传统的硅技术，并在现有硅晶体管的应用领域中实现更高的效率。
研究团队还将量子隧穿原理引入新晶体管的设计中。量子隧穿现象允许电子穿过能量势垒，而非翻越，这使得新晶体管能够更轻松地被开启或关闭，进一步提升了性能。
通过利用量子力学的特性，这些晶体管在几平方纳米的尺寸内实现了低电压运行与高性能的完美结合，为未来开发出更快、更强且更节能的电子设备奠定了坚实基础。
麻省理工学院的Donner工程学教授Jesús del Alamo对这项研究给予了高度评价，认为它不仅是概念上的突破，更展示了使用不同物理学原理来超越传统限制的可能性。
该研究还得到了英特尔公司的部分资助，彰显了其在推动半导体技术革新方面的积极作用。
参与该论文的还有麻省理工学院的多位教授和博士生，以及来自意大利乌迪内大学的教授，他们的共同努力使得这项研究成为可能。
