作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 通过真空晶体管从源极(底部)到漏极(顶部)的电子发射轨迹
信用:韩金宇
真空管最初在电子设备的发展中起着核心作用
然而，几十年前，研究人员开始用半导体晶体管取代它们，这是一种既可用作放大器又可用作开关的小型电子元件
虽然真空管现在很少用于电子产品的开发，但它们比晶体管有几个重要的优点
例如，它们通常能够在极端或恶劣环境中实现更快的运行、更好的抗噪性和更高的稳定性
在最近的一项研究中，美国宇航局艾姆斯研究中心的研究人员证明了纳米级真空沟道晶体管可以在碳化硅晶片上制造
在晶片规模上制造这种类型的晶体管最终可以使它们得到广泛应用，使它们成为固态电子器件的可行替代物
“由于辐射的影响，现成的电子产品在太空任务中几乎没有用处，”进行这项研究的研究人员之一梅亚·梅雅潘告诉TechXplore
“通常，需要辐射屏蔽或先进的辐射感知电路设计，所有这些都是昂贵、耗时的，并且导致硬件不是最先进的
我们结合了最好的真空物理学和现代集成电路制造来生产纳米级真空晶体管，以克服上述缺点
" 在制造纳米级真空沟道晶体管时，负责设计和制造的研究人员韩金宇遵循了与制造传统金属氧化物半导体场效应晶体管时相似的工艺
唯一不同的是，他用一个空的沟道取代了半导体沟道，后者在金属氧化物半导体场效应晶体管中位于源极和漏极之间
“与我们早期对硅环绕栅极纳米真空晶体管的研究不同，我们这次将方向改为垂直，而不是水平晶体管，”迈耶潘解释说
“因为通道什么都没有，所以电子可以比半导体快，在半导体中，电子经历晶格散射，因此工作频率或速度可以更高
" 本研究提出的纳米级真空沟道晶体管制作在150毫米碳化硅晶片上
当评估其性能时，研究人员发现他们晶体管的驱动电流与源极焊盘上的发射极数量成线性比例
迈耶潘和他的同事们还将它的性能与同时制造的硅真空沟道晶体管进行了比较
他们的测试表明，碳化硅器件提供了显著优越的长期稳定性，这可能特别有利于在空间和其他挑战性环境中的应用
“我们已经在硅和碳化硅材料系统中制造了亚100纳米特征尺度的真空沟道晶体管，”韩告诉TechXplore
“它们的性能令人鼓舞，晶体管不受辐射影响
这意味着我们可以利用现有的制造基础设施和已知的材料系统来制造超小型真空设备
" 将来，由迈耶潘、韩和他们的同事们收集的研究结果可能会促进真空沟道晶体管在电子制造中的重新引入，特别是那些设计用于太空的晶体管
与此同时，研究人员正计划使用他们开发的晶体管来构建电路，以便在现实生活中应用和测试它们
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