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新型晶体管研发成功-机器将拥有人类触觉

人气:1780发表时间:2017-6-6

没有晶体管就没有信息革命,也就没有全球网络技术的发展。美国佐治亚理工学院科学家Wang.zhon.lin领导的研究小组25日在美国《科学》杂志网络版上发表论文说,他们研发出一种新型三维压电电子学晶体管并制成芯片,这种“通人性”的新型晶体管未来应用潜力巨大。

Wang.zhon.lin在接受新华社记者专访时说,传统晶体管是一种三端结构,技术已十分成熟,其不足是无法与外界“互动”,而利用压电电子学效应研发的新型晶体管具有与人体类似的感知能力。

Wang.zhon.lin也是中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家和所长、中科院外籍院士,长期从事纳米技术方面的研究。2006年,Wang.zhon.lin首次提出压电电子学效应,这种效应利用外加压力让材料内部产生电场从而控制电子的流动。正是基于此效应,新型压电电子学晶体管得以研制成功。

据介绍,传统晶体管通过外部电压控制电流输运过程,从而实现逻辑运算,压电电子学晶体管则通过压力产生内部电压完成信号控制。

Wang.zhon.lin解释说:“传统晶体管像是一条河,上游和下游是其中两个极,为控制河流流量,就要通过外加电压来控制河的宽度。新型晶体管类似于在河流末端设置‘闸门’,通过外力产生的压电电场控制‘闸门’的高度,进而控制河流流量。”

正因如此,Wang.zhon.lin表示,新型晶体管“通人性”,任何一举一动,都能转化为它的控制信号。例如采用新型晶体管制成的机械手,其工作方式与人手触觉神经几乎相同,可实现智能探测和传感,掌握用力分寸。

在实验室中,研究人员利用垂直生长的氧化锌纳米线首次制成了压电电子学晶体管阵列并封装成芯片。这种新型芯片由8464个压电电子学晶体管单元构成,除了有“感触能力”外,它柔软、透明,同时晶体管单元密度比同类传感装置提高了300到1000倍。

Wang.zhon.lin说,新型晶体管距商业化尚存距离,挑战包括与其他系统的集成和优化等,但未来可应用在制造智能皮肤、人造组织和“可透视”电子产品等领域。

“我们走出了第一步,这就像第一次造出晶体管、第一次制成集成电路一样,这是一个新生的婴儿,” Wang.zhon.lin说。