碳奈米管從過去幾十年就已經用於製作實驗性電晶體，但大多是當做電晶體通道(channel)；美國勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究人員則是以奈米碳管製作閘極(gate)，並因此實現了號稱全世界最小的電晶體。

採用二硫化鉬(molybdenum disulfide)通道與單奈米碳管閘極的1奈米電晶體
（來源：Sujay Desai/UC Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory）

該實驗室研究人員Ali Javey表示，以物理學規則來看，電晶體的最小尺寸被認為是5奈米，但透過採用碳奈米管製作電晶體閘極，他們已經突破了極限；實證顯示，藉由改變材料的組合，摩爾定律(Moore's Law)能比先前所認為的再進一步延展。

除了碳奈米管閘極，Javey還選用二硫化鉬(molybdenum disulfide，MoS2)製作電晶體通道；他表示，該種材料也可應用於LED、雷射與太陽能電池。

選用二硫化鉬製作電晶體通道，是因為單個碳奈米管無法產生足以與矽通道共同運作的夠強電場；但儘管如此，研究人員還需要選擇低介電常數的閘極絕緣體──二氧化鋯(zirconium dioxide)──並將之沉積成僅0.65奈米的厚度。

以穿透是顯微鏡拍攝的1奈米電晶體截面，可看到1奈米大小的碳奈米管閘極以及二硫化鉬通道，以二氧化鋯絕緣體隔開
（來源：Sujay Desai/UC Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory）

以上策略已經奏效，但還需要更進一步最佳化才能使其性能媲美目前的矽電晶體。其他研究團隊成員還包括加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)教授Chenming Hu、德州大學達拉斯分校(University of Texas at Dallas)教授Moon Kim，以及史丹佛大學(Stanford University)教授Philip Wong。

勞倫斯柏克萊國家實驗室的Ali Javey教授(左)與他的研究所學生Sujay Desai
（來源：Marilyn Chung, Lawrence Berkeley National Laboratory）

編譯：Judith Cheng

(參考原文：One-Nanometer Transistor Demonstrated，by R. Colin Johnson)

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