可在p型与n型间转换的新式晶体管问世
本报讯（记者刘霞）据美国物理学家组织网12月21日（北京时间）报道，德国科学家研制出一种新式的通用晶体管，其既可当p型晶体管又可当n型晶体管使用，最新晶体管有望让电子设备更紧凑；科学家们也可用其设计出新式电路。相关研究发表在最新一期的《纳米快报》杂志上。
目前，大部分电子设备都包含两类不同的场效应晶体管：使用电子作为载荷子的n型和使用空穴作为载荷子的p型。这两种晶体管一般不会相互转化。而德累斯顿工业大学和德奇梦达公司携手研制的新式晶体管可通过电信号对其编程，让其自我重新装配，游走于n型晶体管和p型晶体管之间。
新晶体管由单条金属—半导体—金属结构组成的纳米线嵌于一个二氧化硅外壳中构成。从纳米线一端流出的电子或空穴通过两个门到达纳米线的另一端。这两个门采用不同方式控制电子或空穴的流动：一个门通过选择使用电子或空穴来控制晶体管的类型；另一个门则通过调谐纳米线的导电性来控制电子或空穴。
传统晶体管通过在制造过程中掺杂不同元素来确定其是p型还是n型，而新式晶体管不需要在制造过程中掺杂任何元素，通过在一个门上施加外部电压即可重新配置晶体管的类型。施加的电压会使门附近的肖特基结阻止电子或空穴流过设备，如果电子被阻止，空穴能流动，那么，晶体管就是p型，反之则是n型。
研究人员解释道，使这种再配置能起作用的关键是调谐分别通过肖特基结（每个门一个）的电子流动情况，模拟显示，纳米线的几何形状在这方面起关键作用。
尽管该研究还处于初期阶段，但新式晶体管展示出了极佳的电学特性。比如，与传统纳米线场效应晶体管相比，其开/闭比更高，且漏电更少。该研究的领导者沃尔特·韦伯表示：“除采用人造纳米线外，采用目前先进的硅半导体制造技术也可以制造出这种晶体管，还可以用到自对准技术，大大提高工作频率和速度。”
接下来，科学家们计划通过改变材料的组成来改进新式晶体管的性能，并制造出由其运行的电路。他们表示，最大的挑战是，在将其与其他晶体管结合在一起时，如何将额外的门信号整合进来。
总编辑圈点
晶体管诞生半个多世纪以来，无论材料、大小、结构等等如何变化，p和n这对兄弟一直各司其职，恪尽职守，绝对是“顶梁柱”级别的优秀员工。但摩尔定律是“神话”，更小更紧凑是“王道”，在这样的背景下，就算是“顶梁柱”，“铁饭碗”被威胁也是迟早的事，何况新来的仁兄现在看起来的确是能一个顶俩的新型复合人才。不过p-n兄弟也犯不着为这事想不开，其实科学的世界和人类社会一样，有竞争才会有压力，有压力才会有更大的进步。
铝钛合金可低温捕获氢原子
本报讯（记者张巍巍）据美国物理学家组织网11月2日（北京时间）报道，美国德克萨斯大学达拉斯分校和华盛顿州立大学的研究人员发现，利用铝钛合金作为催化剂，即使在低温下也能分解并捕获单个氢原子。这为构建经济、实用的燃料存取系统奠定了基础。相关研究报告发表在近期出版的《自然·材料》杂志网络版上。
当两个氢原子相遇时，它们会结合形成一个非常稳定的氢分子。但氢分子必须在极大的压力和极低的温度下才能存储，这使想要利用其驱动车辆或为家庭供电都无法成为现实。因此科学家希望找到一种材料，能够在一般的温度和压力下，高效存储单个氢原子，并在需要时将其释放。
而将氢分子转化为氢原子，通常需要催化剂打破两个氢原子间的化学键，目前可用的最佳催化材料通常由钯和铂等贵金属制成，其可以有效激活氢，但稀有性和昂贵的造价限制了它们的广泛使用。
此次研究小组通过向铝中浸注少量钛形成铝钛合金作为激活氢的催化剂，以实现氢的高效存储。铝金属含量丰富，钛的自然界含量比贵金属更加丰富，且在合金中的含量极少。
为了观测铝钛合金表面是否确有催化反应发生，研究人员在对温度和压力的严格控制下，将基于红外反射吸收的表面分析新方法、首个基于原理的催化剂效能和光谱响应预测模型融入了研究。他们将一氧化碳分子作为探针，一旦原子氢产生，绑定在催化金属中心的一氧化碳所吸收的波长便会变短，表示催化剂正在工作。结果表明，即使处于非常低的温度，这一变化仍会发生。
科研人员表示，虽然钛不一定是最佳的催化金属，但结果首次显示钛铝合金也能激活氢，并具备经济、含量丰富等优势。而作为氢储存系统的一部分，铝钛合金催化材料另一更大优势在于，铝能在钛的辅助下和氢反应形成氢化铝固体，而氢化铝中存储的氢可简单通过提高温度释放出来，这正是发展实用型燃料存取系统的关键一步。
总编辑圈点
与传统汽车相比，氢燃料电池车是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转化效率高达60％—80%，为内燃机的2—3倍，而且污染少、噪音小。氢燃料电池车的优势毋庸置疑，然而劣势也显而易见。尽管氢燃料电池车的安全性、氢燃料贮存技术等问题正逐步攻克并不断完善，但成本问题依然是阻碍其发展的最大瓶颈。但愿铝钛合金这一不算太贵催化剂的出现，能让氢燃料电池车普及的步伐迈得更快些。
