眾所周知，固態(tài)電晶體是在1947年發(fā)明，以取代體積笨重、可靠性不佳的真空管。過去也有人嘗試過以固態(tài)半導(dǎo)體制程技術(shù)，制作小型化的真空管式電子元件，但是此概念一直在克服高電壓需求，以及與現(xiàn)有固態(tài)CMOS技術(shù)的相容性問題。

    美國(guó)匹茲堡大學(xué)的研究人員曾在7月1日出刊的《Nature Nanotechnology》期刊中，發(fā)表了一篇論文題為《具備真空通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效電晶體》的論文，該論文提出了“一種以深溝槽、側(cè)邊曝光的金屬 -氧化矽-矽三層MOS垂直結(jié)構(gòu)；金屬層與矽晶層是元件的正極與負(fù)極，中間隔著絕緣氧化矽，而電子傳輸就是透過真空以垂直方向進(jìn)行”的話題。這論文引起了印制電路板界的廣泛關(guān)注。這也表明了關(guān)于掃除高電壓障礙實(shí)現(xiàn)真空電晶體的研究成果。該研究成果也意味著回歸電子元件的起源；

    互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體邏輯電路和CCD一樣同為在掃描儀中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。目前CMOS感光器件主要應(yīng)用于少數(shù)名片掃描儀和文件掃描儀。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別，然而，CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn), 這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使CMOS在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。

    在本次研究中，匹茲堡大學(xué)斯萬森工程學(xué)院教授Hong Koo Kim所率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，重新設(shè)計(jì)了真空管電子元件的架構(gòu)；該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體元件中的電子若被捕捉至一個(gè)氧化物或是金屬層介面，就能輕易被提取至空氣中。這可催生一種低電壓元件，其內(nèi)部的電子會(huì)在一個(gè)奈米級(jí)的通道中以彈道模式(ballistically)在空氣中游走，不會(huì)有碰撞或是散射。在材料介面里的電子會(huì)形成一片電荷，也就是一種二維電子氣(electron gas)；而且Kim發(fā)現(xiàn)，電子之間的庫倫斥力(Coulombic repulsion)，讓電子能容易地從矽散發(fā)出來。相關(guān)文章：互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體邏輯電路