量子干涉可能会带来更小 更节能的晶体管

来自伦敦玛丽女王大学、牛津大学、兰卡斯特大学和滑铁卢大学的国际研究小组开发了一种新型单分子晶体管，利用量子干涉来控制电子流动。《自然纳米技术》上发表的一篇论文描述了这种晶体管，为在电子设备中使用量子效应开辟了新的可能性。

晶体管是现代电子产品的基本构建模块。它们用于放大和切换电信号，对于从智能手机到宇宙飞船的一切都至关重要。然而，传统的晶体管制造方法(涉及将硅蚀刻成微小通道)已达到其极限。

随着晶体管变得越来越小，它们的效率越来越低，并且容易出错，因为即使在应该关闭的情况下，电子也可能通过一种称为量子隧道效应的过程泄漏通过该器件。研究人员正在探索新型的开关机制，可以与不同的材料一起使用以消除这种影响。

在玛丽皇后学院物理与化学科学学院Jan Mol教授、James Thomas博士及其小组研究的纳米级结构中，量子力学效应占主导地位，电子表现为波而不是粒子。利用这些量子效应，研究人员构建了一种新的晶体管。

晶体管的导电沟道是单个锌卟啉，这是一种可以导电的分子。卟啉夹在两个石墨烯电极之间，当向电极施加电压时，可以使用量子干涉来控制通过分子的电子流。

干涉是当两个波相互作用并相互抵消(相消干涉)或相互增强(相长干涉)时发生的现象。在新晶体管的例子中，研究人员通过控制电子流经锌卟啉分子时是建设性(开启)还是破坏性(关闭)干扰来打开和关闭晶体管。

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