微型硅针

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美国的科学家协作研制出一种新型电子部件——硅针,其尖端部位的直径还不到头发直径的五万分之一,可望用作新型电子发射极部件,为真空管器件的再度振兴发挥关键作用。

研究人员本来面临的课题是研制端部直径充分细微的发射电极,以便在低电压作用下即能发射大量电子,但所能做到的最小直径只达20~40um。后来协作小组采用了微型锥体氧化处理新工艺,从而研制出端部直径小于1nm(人的头发直径为5万nm)的微型硅针。对于这样高细微程度的硅针,只需施加较低的电压就能发出大量的电子。

采用硅针后的新型电子管跟以往的管子大不一样,其体积微小,只有通过显微镜才能看清;不采用灯丝加热的电子发射方式而通过对极细的针尖施加电压以产生电子。这种新型电子管技术仍处在发展初期,但已从多方面展露出超越于晶体管的优势。首先电子在真空管内运动远比在晶体管固体机件中要快得多,因此可达到更高的数据传输率。此外,真空管受温度变化和各种辐射的影响远不如晶体管灵敏,因而更适用于各种恶劣环境,如外层空间、核反应堆等场合。

硅针的用途不只限于真空管。它还能配合扫描隧道显微镜用于观察原子结构,也可作为生物探头用于医学研究领域。 (刘贵明)