成大跳脫傳統自旋電晶體概念,首創「全電式自旋電晶體」,可讓電腦運算速度超過現行的千倍、萬倍以上,未來可應用在手機、電腦等產品上。圖/林秀姿
【本報台北訊】數年來,全世界科學家無不絞盡腦汁,希望電晶體能體積愈來愈小、但速度愈來愈快,成大團隊率先研發出「全電式自旋電晶體」,可以取代傳統電晶體,速度快上1千倍,科幻電影情節中的超級電腦將成真,研究成果已刊登在上今年1月頂級期刊《Nature anotechnology》(自然奈米科技)封面。
成大物理系副教授陳則銘指出,包括線上訂票系統、網路銀行、信用卡、手機、電腦等。都會用到電晶體,科學家都知道,傳統電晶體面積與速度都有極限,未來10年若突破不了,將重創2500億美金的資訊產業。
陳則銘說,電晶體運轉原理就像水流在跑,中間有閘門,如何加速閘門的開關,就能掌握速度。因此世界各國科學家提出新型態的「自旋電晶體」,結合電和磁,透過磁性來改變自旋電子方向,讓電晶體更省電、運算速度更快。但是,經過數年實務運作,科學家發現磁性材料注入後,和積體電路難以結合。
成大團隊陳則銘帶領研究生莊博任、何昇晉、陳錦宏與范儒鈞等人,自2012年起,決定跳脫利用磁性材料的思考模式,改採改變電壓來操控自旋電子的方向,此方法可以重新改寫傳統電晶體的運算速度,並且更節省電力,比如現在英代爾研發的電晶體若需要一伏特來啟動閘門讓電子改變方向,全電式自旋電晶體只需1/10的電力,卻能達到1千倍的效能。何昇晉表示,希望最後可以落實在產業界,協助半導體革命。