近日，瑞士科學(xué)家表示，到2017年，利用量子隧道效應(yīng)研制出的隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管有望將計(jì)算機(jī)和手機(jī)的能耗減少到目前的百分之一。
　　瑞士洛桑理工大學(xué)的科學(xué)家阿德里安·約內(nèi)斯庫(kù)在為英國(guó)《自然》雜志撰寫的一篇文章中提出了上述看法，該文章是《自然》雜志有關(guān)硅的特別報(bào)道的一部分。約內(nèi)斯庫(kù)指出，目前，瑞士洛桑理工大學(xué)、IBM位于瑞士的實(shí)驗(yàn)室以及法國(guó)原子能委員會(huì)下屬的電子信息技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家都在進(jìn)行與隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管有關(guān)的研究。
　　現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)包含有無數(shù)個(gè)晶體管，僅僅CPU內(nèi)就有不下10億個(gè)晶體管，這些小的晶體管通過打開和關(guān)閉來提供用0和1表示的二進(jìn)制指令，從而讓我們能夠發(fā)送郵件、觀看視頻、移動(dòng)鼠標(biāo)等?，F(xiàn)在的晶體管使用的技術(shù)名叫“場(chǎng)效應(yīng)”——通過該效應(yīng)，電壓誘導(dǎo)一個(gè)電子隧道來激活晶體管，但是，場(chǎng)效應(yīng)技術(shù)正在慢慢達(dá)到其極限，尤其在降低能耗方面已經(jīng)沒有什么施展的空間了。
　　不過，隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)則基于迥然不同的原理。在隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，兩個(gè)小槽被一個(gè)能量勢(shì)壘分開。在第一個(gè)小槽中，一大群電子在靜靜等待著，晶體管沒有被激活，當(dāng)施加電壓時(shí)，電子就會(huì)通過能量勢(shì)壘并且移入第二個(gè)小槽內(nèi)，同時(shí)激活晶體管。
　　根據(jù)量子理論，有些電子縱使明顯缺乏足夠的能量來穿過能量勢(shì)壘，它們也能做到這一點(diǎn)，這就是量子隧道效應(yīng)。通過減少能量勢(shì)壘的幅度，增強(qiáng)并利用量子效應(yīng)將成為可能，因此，電子穿過勢(shì)壘所需要的能量會(huì)大大減少，晶體管的能耗也會(huì)因此而顯著下降。
　　約內(nèi)斯庫(kù)解釋道：“通過用隧道效應(yīng)取代傳統(tǒng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管利用的場(chǎng)效應(yīng)，我們能將施加于晶體管的電壓從1伏特減少到0.2伏特。從實(shí)用角度來考慮，電壓減少可將能耗減少到以前的百分之一。新一代微處理芯片將整合傳統(tǒng)的場(chǎng)效應(yīng)技術(shù)和隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)。IBM公司和法國(guó)電子信息技術(shù)研究所研制出的模型現(xiàn)已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)階段的前期，我們有理由相信，到2017年，隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管將進(jìn)入大規(guī)模制造階段?！?BR>　　約內(nèi)斯庫(kù)認(rèn)為，隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)無疑是微處理器領(lǐng)域下一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步。他說：“我們正在進(jìn)行的一個(gè)研究項(xiàng)目是找到減少處理器能耗的辦法，隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管有望幫助我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。最終我們要設(shè)計(jì)出超級(jí)小型化的零能耗的個(gè)人電子助手?！?