圖片來源：佐治亞理工學院 |
隨著電子裝置小型化的不斷推進，工程師們夢想著寬度不超過一奈米的導線。導線越細，他們就能在單個矽晶片上整合更多功能，裝置的速度就越快，能耗就越低。但這些夢想被一些非常現實的難題所打斷：當器件變得如此微小時，它們不再遵循通常的物理定律；取而代之的是，奇怪的量子行為開始發揮作用。
然而，佐治亞理工學院計算材料科學中心和IBM T. J. Watson研究中心的研究人員的一些新成果，應該有助於電氣工程師們更加安心地入睡。他們使用一臺巨型超級計算機，對寬度不超過幾個原子的矽奈米線連線到鋁引線後，在量子世界中實際如何工作進行了大規模模擬。
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他們的預測提供了幾個有趣的見解：由於引線和矽中的原子軌道結合，有限的電導可能會困擾長度小於一奈米的奈米線，就像上面圖示的那樣。（青色球體代表鋁原子；黃色球體是矽原子；藍色球體是氫原子。）所謂的肖特基勢壘，它形成於兩種材料之間並阻止電子流動，應該不會太高，以至於需要危險的電壓才能跨越它們。摻雜——一種最佳化當今半導體的常見做法——如果奈米線可以由矽簇製成，像碳富勒烯一樣包裹摻雜劑，那麼可能不會成為問題。而且，電子的波動性可能會干擾特定配置中透過奈米線的電導。