美國科學家制成首個等離子晶體管

   　據國外媒體報道，自從20世紀40年代晶體管出現以來，它一直是電腦和其他現代電子裝置的核心元件。晶體管的作用是接通、關閉或者增強電流，晶體管有各種形狀、大小和材質，這些主要根據它的用途而定。最近科學家制作出一種新晶體管——一個微型電子計大小的等離子晶體管。

　　美國伊利諾斯大學的研究人員將一個常規微腔等離子裝置和一個電子發射體結合，研發出這種微束等離子晶體管。陳國鋒和光學物理及工程學實驗室主管加里·艾頓教授將他們的研究結果發表在最近的《應用物理學快報》上。據艾頓解釋說，有一天等離子晶體管將擁有可以跟常規晶體管一決高下的優勢。

　　艾頓說：“第一個等離子晶體管可能跟你想的一樣，它的設計還達不到商業化水平。然而我們不得不說，在需要晶體管處理高壓和高能的環境下，微束等離子晶體管具有很大優勢。常規晶體管會因瞬變電壓受損，而微束等離子晶體管在這種情況下有可能非常耐用，因為氣體(和等離子體)不能‘燃燒’。”

　　等離子晶體管里的電子發射體，通過受控方式把電子注入到部分氖氣(等離子體)被電離的屏極里。科學家發現，即使電壓只有5伏特，也能改變微束等離子體的性質，這包括將電流增強為原來的4倍和增加可見光的發射量。電子發射體通過受控方式改變微束等離子體的性質，可有效將微腔等離子體裝置轉變成一個三端晶體管。微束等離子晶體管跟常規晶體管一樣，它也能控制流經終端的電流，而且還可充當開關或擴大器的角色。

　　科學家為了解決包括等離子電視顯示器在內的等離子裝置出現的一個問題，開始研究等離子晶體管。在等粒子裝置里，科學家控制等離子殼層里產生電子的能力受到限制，而等離子殼層里的電流通常受到離子制約。這種情況導致這些等離子裝置需要高壓才能操作。在以前的研究中，陳國鋒、艾頓以及其他人為了降低電壓，擴大效率，他們開始研究能產生額外電子的方法，這些方法包括，通過增加注入到微束等離子裝置內壁上的碳納米管里的電子數量，促使額外電子產生。

　　在最近的研究中，電子發射體提供的輔助電子，負責將電子注入到等離子殼層里，以降低所需的電壓。但是因為電子來源也受到控制，科學家可以調節這種等離子裝置的傳導性能。等離子殼層作為等離子晶體管的主要元件，與常規晶體管基本類似。

　　除了控制電流和可見光發射量以外，科學家還能減少這個裝置的等離子殼層邊緣的離子與電子的密度比。另外，將電子注入到等離子殼層里，能讓科學家在不需要一個內部探測器的情況下，可以評估等離子殼層內電子的密度。艾頓說：“說到微束等離子晶體管的可能應用途徑，近期最有吸引力的應用是高清晰手機或便攜式DVD播放器顯示屏。其他有趣的應用途徑是環境傳感器和生物醫學診斷。