东京大学研发掺镓氧化铟晶体管突破硅材料瓶颈提升AI效能

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东京大学研发掺镓氧化铟晶体管突破硅材料瓶颈提升AI效能

2025-06-29

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东京大学研发掺镓氧化铟晶体管突破硅材料瓶颈提升ai效能

东京大学的研究团队最近在微电子技术方面取得重要进展，成功研制出一种具有革命意义的新型晶体管。该晶体管不再使用传统硅材料，而是采用掺镓氧化铟能（InGaOx）晶体材料，有望在人工智能与大数据处理领域显著提升计算性能，并为后硅时代延续摩尔定律的发展提供可能。

作为20世纪最重要的发明之一，晶体管是现代电子产品不可或缺的核心元件，主要用于控制和放大电子信号。然而，随着电子设备向更小尺寸和更高速度发展，传统硅基晶体管正遭遇物理极限带来的瓶颈。为了应对这一挑战，东京大学研究团队提出了一项创新性的解决方案。

该团队选用了掺镓氧化铟作为替代材料，这种材料能够形成高度有序的晶体结构，从而有效提升电子迁移效率。新晶体管采用了环绕式栅极（gate-all-around；GAA）结构，栅极完全包裹住电流通道，大幅提高了电子迁移率和器件长期运行的稳定性。

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项目核心研究人员陈安兰指出，通过在氧化铟中加入镓元素，团队成功优化了材料的电学性能。实验结果表明，掺镓后的氧化铟可以有效减少氧缺陷问题，从而增强晶体管的整体稳定性。研究人员利用原子层沉积工艺逐层构建InGaOx薄膜，并通过加热手段将其转化为目标晶体结构，最终制成了高性能金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）。