新技術將計算機芯片缺陷變為優勢

　　美國俄亥俄州立大學物理學家在最新一期《科學》雜志上報告稱，他們開發出一種技術，可通過重新排列半導體中的原子空穴，來調節摻雜其中的雜質屬性。盡管該技術目前只在實驗室中獲得成功，但研究人員認為，其對于未來的工業發展具有重大價值，隨著手機和計算機芯片的持續小型化，半導體中單個原子的行為表現將日顯重要。

　　研究小組對半導體中雜質原子的屬性如何受到周圍其他原子排列的影響進行了研究。小組負責人、俄亥俄州立大學物理系助教杰·加普特解釋說，他們利用隧道掃描顯微鏡的電場來推動原子，對摻雜了錳的砷化鎵半導體材料中的空穴(通常被認為是缺陷)進行重新排列，比如，將一個砷原子輕輕推到鄰近的空穴上，該砷原子原來所處的位置便會留下一個新的空穴，這個新空穴有自己的電場。研究小組發現，在這個電場的作用下，雜質錳原子的能級會發生改變，空穴距離靠近，錳原子的能級就會降低，反之則會增高。

　　摻加雜質能夠降低半導體的電阻，提高其導電性能，而雜質的能級則是起決定作用的關鍵參數。加普特說：“雜質貢獻一個電子或者獲得一個電子的能力取決于其結合能，通過在錳周圍制造空穴，我們調整了它的結合能。”

　　雖然芯片制造商還不可能馬上就將隧道掃描顯微鏡納入其生產線，但加普特認為，他們能夠更實際地利用這一新發現，那就是對位于芯片表面的金屬電極施加一個微小的電場。

　　該技術應該對生產商具有一定的吸引力，因為其不僅短期內可以提高現有的芯片技術，從長遠來看，也有助于開發新的芯片設計。目前，單個芯片中包含了數十個對芯片性能至關重要的雜質原子，隨著芯片不斷小型化，每個原子的表現所起到的決定性作用也逐漸加大，這種能夠控制單個雜質原子新技術的重要性不言而喻。

　　盡管技術還有待發展，但將來計算機的邏輯控制系統和內存可望被集成在一張芯片上，使用這種芯片的計算機從理論上來說不僅更節能，而且永遠不需要重啟。