第117章 華國科學家們智慧的閃光(求月票!
但哪怕是仙童的創始人羅伯特,他也只覺得未來能夠集成數千個晶體管頂天了。
無論如何都想不到能集成到納米級。
更別說此時華國對晶體管的認識還僅僅停留在不穩定的毫米級。
“咳咳,抱歉,我說兩句。”謝希德舉手道:“我認為我們不能浪費時間,要勇于做出判斷,咳咳。”
謝希德是麻省理工學院的博士,也是復旦第一位女校長,常年從事表面物理和半導體物理的理論研究,56年被借調到燕京大學參與籌建半導體專業組的工作,58年的時候又回到申海。
她比燕京的專家們到的還要更早一點,在身體不適的情況下還是選擇舉家來攀枝工作。
她說:“從理論的角度,它應該就是晶體管。
基于量子力學,硅的禁帶寬度是ev和晶格常數是,這二者已經被精確測定了。
晶體管的核心是pn結,通過摻雜控制電子和空穴的運動。
pn結的數學模型,描述了載流子擴散和漂移。而固體物理研究表明,材料的物理性質可能隨尺寸減小而改變。
薄膜和微粒的研究已涉及微米級效應。海森堡測不準原理和波粒二象性表明,電子在微小尺度下表現出波動性,具體到納米級會出現量子隧穿效應。
也就是硅晶體的晶格常數約為納米,原子間距在0.2-0.3納米之間。理論上,晶體管的最小尺寸可能接近幾個晶格單位,也就是納米級。
一個10納米的結構能夠包含18-20個硅原子。
而載流子運動,電子和空穴的平均自由程在硅中約為10-100納米。
若晶體管尺寸縮小至此范圍,載流子仍可有效傳輸信號,理論上支持納米級運行。
pn結的耗盡區寬度會隨摻雜濃度增加而減小。固體物理表明,通過高摻雜和強電場,耗盡區可縮小至納米級,維持開關功能。
電子的德布羅意波長在常溫下約為10到50納米。當器件尺寸接近這一尺度,量子效應會顯著影響電子行為。