纳米线的张力突破：超快晶体管的新里程碑
在追求更小、更快、更节能的电子设备的道路上，半导体纳米线正崭露头角。来自HZDR、TU Dresden和NaMLab的研究团队揭示了一个革命性的发现：当纳米线芯受到拉伸应变时，电子迁移率显著提升，为超快晶体管的崛起提供了关键技术支撑。电子在这些微细导线中的加速速度与晶体管性能息息相关：加速越快，开关速度越迅捷，能耗也更少。
独特的纳米线特性在于它们的超强弹性，即使在承受极高应变时仍能保持晶体结构完好。比如，广泛应用的砷化镓，其高本征电子迁移率早已为人所知。在最新的研究中，研究人员巧妙地制造了由砷化镓芯与砷化铟铝壳构成的纳米线，利用不同化学成分带来的晶格间距差异，实现了对核心电子性质的有效调控。
机械应变激发电子速度
Emmanouil Dimakis博士，HZDR离子束物理和材料研究所的科学家，揭示了核心电子质量的微妙变化：“在拉伸应变下，我们实际上‘轻’化了电子，使其更具流动性。”通过非接触式光谱测量，他们发现，在室温下，受应变的纳米线芯中电子的速度比未受应变的同类材料快约30%，这一突破性成果验证了他们的理论预测。
在实验中，科研团队通过激光脉冲释放电子，巧妙地仅测量芯线部分，避免了外壳干扰。这一技术挑战揭示了电子在拉伸纳米线中的高效运动，速度的提升意味着更低的阻力和更持久的振荡。这一创新方法为精确测量提供了新视角，即使在低信号强度下，也揭示了电子的真实速度。
样品选择与干扰排除
然而，样品选择至关重要。科研团队需处理数以万计的纳米线，间距的精确控制至关重要。过密的纳米线会相互影响，干扰测量。为此，他们进行了细致的建模和测量，以确保结果的准确性。
通往超快晶体管的光明未来
微电子行业急需更快的晶体管，而纳米线概念的潜力正逐渐显现。德累斯顿的研究成果为超快晶体管的商业化奠定了坚实基础。下一步，研究团队将着手开发首个纳米线原型，测试其与金属接触的兼容性，以及在硅掺杂中的应用，优化制造工艺，以实现这一革命性的技术飞跃。