用于混合应用的丝基晶体管将丝作为绝缘体 赋予晶体管新的传感能力

来源：半导体芯科技编译

蚕丝编织成的晶体管可以制造出高灵敏度的超快传感器，这些新发现可能为这种混合器件的许多其他应用打开大门。

晶体管通常由矿物和金属等无机材料制成。然而，在晶体管中加入有机材料可以赋予它们新的能力，例如直接对环境或人体做出反应的能力。

在一项新研究中，研究人员尝试在晶体管中使用蚕丝。"这项研究的资深作者、马萨诸塞州梅德福塔夫茨大学应用物理学家Fiorenzo Omenetto说："蚕丝的用途非常广泛，可以嵌入许多不同的分子，从而实现多种功能。"我们还可以非常精细地控制它的沉积，从而开始将生物学与威廉希尔官方网站 相结合，而且它还显示出令人难以置信的表面特性，比如原子平滑性。而且它的前体材料的溶剂是水，这使得它具有生物兼容性和可持续性"。

研究人员成功地在芯片上制作出 3 到 300 纳米厚的蚕丝薄膜，并蚀刻出几微米宽的特征。他们让蚕丝充当晶体管内的绝缘体。

晶体管本质上是一个开关，通过开关将数据编码为 1 和 0。它有一条金属导线从半导体材料中进出。它还有一个被称为栅极的电子输入源，栅极与晶体管的其他部分由绝缘体隔开。当栅极达到阈值电压时，会在绝缘体上产生一个电场。这反过来又哄骗半导体让电流流过引线。

丝膜的纳米级厚度有助于它们与空气中的水分子发生反应，从而改变它们和晶体管的电气行为。这意味着混合晶体管可以用作紧凑、超快、高灵敏度的呼吸传感器，检测湿度的变化。

Omenetto和他的同事们使用的是商业半导体制造中使用的制造威廉希尔官方网站 。"他说："当你能制造出十亿个这样的器件时，事情就会变得非常有趣。

科学家们指出，只要对蚕丝进行进一步改良，他们就能制造出各种各样的混合电子器件。例如，这些设备可以分析呼吸分子，检测一些心血管和肺部疾病或睡眠呼吸暂停。当用于血液时，它们可以帮助扫描血氧和血糖水平或抗体。

未来，Omenetto想象混合晶体管能带来仿脑电路，这些电路可以自我训练，对环境信号做出反应，并记录记忆，就像人工智能系统中常用的神经网络一样。"Omenetto说："我们真的希望发展功能性器件--不仅仅是单个晶体管，而是许多连接的晶体管，以实现更复杂的集成电路。

审核编辑 黄宇