维也纳理工大学
除了通常的控制门(红色)之外，还有一个程序门(蓝色)
学分:维也纳理工大学 通常，计算机芯片由总是做同样事情的电子元件组成
然而，在未来，更多的灵活性将成为可能:新型自适应晶体管可以在一瞬间切换，这样它们就可以根据需要执行不同的逻辑任务
这从根本上改变了芯片设计的可能性，并在人工智能、神经网络甚至逻辑领域开辟了全新的机会，这些领域的价值不仅仅是0和1
为了实现这一目标，维也纳的科学家们没有依赖通常的硅技术，而是依赖锗
这是一个成功:世界上最灵活的晶体管现在已经用锗生产出来了
它已经发表在美国化学学会纳米期刊上
锗的特殊性质和专用编程栅电极的使用使得制造一种新元件的原型成为可能，这可能会开创芯片技术的新时代
一个附加的控制电极改变了一切 晶体管是每一个现代电子设备的基础:它是一个微小的组件，可以允许电流流动，也可以阻止电流流动——这取决于控制电极上是否施加了电压
这使得构建简单的逻辑电路和存储器成为可能
电荷在晶体管中如何传输取决于所用的材料:要么有携带负电荷的自由运动电子，要么单个原子中可能缺少一个电子，因此这个点带正电荷
这就是所谓的“孔”——它们也可以穿过材料
在TU Wien的新型晶体管中，电子和空穴都以一种非常特殊的方式被同时操纵:“我们用一根极细的金属线连接两个电极，该金属线由germaniu m制成，通过特殊的、极其干净的界面连接到两侧的金属上
在锗段上方，我们放置了一个类似于传统晶体管的栅电极
决定性的是，我们的晶体管还有另一个控制电极，位于锗和金属的界面上
它可以对晶体管的功能进行动态编程
马西亚尔·西斯坦尼教授的博士后研究员
华盛顿大学固态电子研究所的沃尔特·韦伯团队
这种结构使得分别控制电子和空穴成为可能
“事实上，我们使用锗是一个决定性的优势，”马西亚尔·西斯坦尼说
“这是因为锗具有非常特殊的电子结构:当你施加电压时，电流最初会增加，正如你所料
然而，在达到某个阈值后，电流再次减少——这被称为负微分电阻
在控制电极的帮助下，我们可以调节这个阈值位于哪个电压
这就产生了新的自由度，我们可以用它来赋予晶体管我们目前所需要的特性
" 以这种方式，例如，与非门(逻辑非与门)可以被切换到或非门(逻辑非或非门)
“直到现在，电子学的智能仅仅来自于几个晶体管的互连，每个晶体管只有相当原始的功能
未来，这种智能可以转移到新晶体管本身的适应性上，”教授表示
沃尔特·韦伯
“以前需要160个晶体管的算术运算，由于这种更强的适应性，用24个晶体管也是可能的
这样，电路的速度和能量效率也可以显著提高
" 教授
韦伯的研究小组只在图维恩工作了大约两年
教授
沃尔特·韦伯因其在新颖、可重构电子技术方面的研究而闻名于世
博士；医生
Masiar Sistani是锗电子学领域的专家，专门研究电子传输现象
这两个专业领域是使自适应锗晶体管成为可能的完美匹配
“一些细节仍然需要优化，但通过我们的第一个可编程锗晶体管，我们已经证明了基本想法确实有效
这对我们来说是一个决定性的突破。”
人工智能 这些新的可能性对于人工智能领域的应用特别有趣:“我们人类的智能是基于神经细胞之间动态变化的电路
有了新的自适应晶体管，现在有可能以有针对性的方式直接改变芯片上的电路，”沃尔特·韦伯说
多值逻辑也可以用这种方式实现——I
e
，这种电路不仅适用于0和1，而且适用于更多可能的状态
这种新技术的快速工业应用是现实的:所使用的材料已经在今天的半导体工业中使用，并且不需要全新的制造工艺
在某些方面，这项技术甚至比以前更简单:今天，半导体材料被掺杂，我
e
富含单个外来原子
对于基于锗的晶体管，这不是必需的；可以使用纯锗
Masiar Sistani说:“我们不想用我们的新晶体管完全取代以前的晶体管技术，那将是冒昧的。”
“这项新技术将来更有可能作为附加产品被集成到计算机芯片中
对于某些应用，依靠自适应晶体管会更节能
"
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