通过放置‘垫脚石’将半导体器件的功耗减半

垫脚石是用来帮助旅行者过河的。只要有连接河两岸的垫脚石，人们只要几步就可轻易过河。利用同样的原理，来自浦项科技大学（POSTECH）的一个研究团队开发了一项技术，通过放置‘垫脚石’将半导体器件的功耗减半。

由POSTECH的Junwoo Son教授和Minguk Cho博士（材料科学与工程系）领导的一个研究团队通过插入铂纳米颗粒，成功地且最大限度地提高了氧化物半导体器件的开关效率。

具有金属-绝缘体相变的氧化物材料是制造低功率半导体器件的关键材料，因为这种材料的相位在达到阈值电压时可迅速从绝缘体转变为金属。

当几个纳米（nm，十亿分之一米）单位大的绝缘体区域转变为金属区域时，就会发生金属-绝缘体相变。而关键是降低施加在器件上的电压的大小，以提高半导体器件的开关效率。

研究团队通过使用铂纳米颗粒成功地提高了器件的开关效率。当向设备施加电压时，电流“跳过”这些粒子，并发生快速相变。

该设备的记忆效果也增加了一百多万倍。一般来说，电压切断后，该设备会立即变为绝缘体相，此时没有电流流动；这个持续时间非常短，只有百万分之一秒。然而，据证实，记住设备先前点火的记忆效果可以增加到几秒钟，并且由于铂纳米颗粒附近残留的金属区域，设备可以在相对低的电压下再次运行。

这项技术预计对于开发下一代电子设备至关重要，例如智能半导体或神经形态半导体设备，它们可以用更少的功率处理大量数据。

审核编辑 ：李倩