自20世纪70年代初第一个商用微处理器亮相以来，计算机芯片上的晶体管数量每两年增加一倍。这是英特尔公司创始人之一的戈登•摩尔预测的进展，普遍称为 “摩尔定律”。
　　但是计算机体积的减少并没有导致操作电脑芯片所需整体功率比例的下降。在室温条件下，最低的60毫伏需要增加到通过晶体管电流量的10倍。研究人员说，由于一个晶体管开关状态之间的差异必须是显著的，所以运行一个晶体管至少需要1伏特。
　　正如一级方程式赛车一样，你的计算机运行速度越快，它就变得越热。因此降低现今电子产品功耗和热量的关键是要有一个快速的微处理器，使构件和晶体管更节能。
　　加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学萨拉赫丁实验室的研究团队利用包含了正负电荷特征的铁电体进行展示，在一个与电介质（电绝缘体）配对的用铁电体制作的电容器里，积累到设想电压的电荷，这种现象被称为负电容。
　　这项工作从原理上论证，科学家需要把追求负电容作为克服今天晶体管高功耗的一个可行战略。如果他们能据此研制出不会影响性能和工作速度的低功耗晶体管，就可以改变整个计算机行业。
　　研究人员配合使用铁电体、锆钛酸铅（PZT）、绝缘介质和钛酸锶（STO），创建了一个双层分子结构，然后把电压加到PZT - STO结构上，或只加到STO单层结构上，对这两种设备中存储的电荷量进行比较。
　　萨拉赫丁说：“有一个预期的降压，可以用绝缘材料获得特定的电荷。但是用相同的电压充电，我们证明在铁电结构中电压提高了两倍，而且这种增长有可能更高。”
　　研究人员认为，从更小的空间有效散热变得越来越难，所以减少晶体管的尺寸存在烧毁电路板的危险。萨拉赫丁和他的团队提出的解决方案是变更修改目前的晶体管，在设计中并入铁电体，有可能从一个较小的电压产生较大的电荷。这将允许工程师开发出散发更少热量的晶体管，使得计算机中这一关键的组件可以继续缩小。工程师们除了把铁电体纳入新的晶体管外，正在为室温负电容探索新的铁电体。
　　萨拉赫丁指出，直到现在他们才全面认识到铁电体在电子产品中的其他潜在应用。对于动态随机访问存储器、能源存储设备、为电动车充电的超级电容器、用于无线电频率通信的电力电容器，铁电泍都是理想的材料。
　　李忠东/编译
　　内容来源：science daily网站