Silicium elektronenbuizen

Onderzoekers van de University of Pittsburgh hebben een FET ontwikkeld die een vacuümkanaal heeft waarin het elektronentransport plaatsvindt. Dit lijkt op een terugkeer naar de technologie van elektronenbuizen, maar dan op veel kleinere schaal. Bij snelle elektronische onderdelen moet het transport van ladingsdragers snel plaatvinden. Dit kan worden gerealiseerd door het kanaal korter te maken of door de spanning te verhogen waardoor de ladingsdragers sneller bewegen, maar in een vaste stof vindt er dan verstrooiing plaats. In vacuüm treedt geen verstrooiing op.

De onderzoekers hebben een laagspannings-FET voorzien van een vacuümkanaal dat in het  metaaloxide-halfgeleidersubstraat werd geëtst. Bij een lengte van het kanaal van ongeveer 20 nm werd een transconductantie gemeten van 20 nS/µm. De verhouding tussen in- en uitgeschakelde toestand was 500, en de schakeldrempel op de gate bedroeg 0,5 V bij kamertemperatuur. De afstotende krachten op de overgang tussen oxide en metaal verlagen de energiedrempel voor de elektronenemissie waardoor er bij slechts 1 V al een een relatief hoge stroomdichtheid van bijna 10 µA/cm² werd gemeten.