早在2021 年，麻省理工學院的一個研究團隊就創造了一種全新的鐵電材料，從而掀開了一個新領域的面紗。現在，這些研究人員再接再厲，利用這種材料製造出了一種晶體管，這種晶體管能以納秒級的開關速度和難以置信的耐用性，徹底擊敗了為當今的數碼設備提供動力的傳統晶片。

這種電晶體的殺手級性能源自於2021 鐵電材料進步的獨特特性，這種材料由平行堆疊的氮化硼薄層組成。

鐵電材料的廣義定義是，它是一種能在自身內部自發產生正電荷和負電荷的特殊晶體，這些電荷可以透過施加電場而翻轉。

然而，這種新材料的表現似乎有些不同。當對其施加電場時，平行層會輕微移動位置，將硼原子和氮原子推移到僅一線之隔。這使得材料的電子特性發生了極大的改變。研究人員解釋說，這就像把兩隻手壓在一起，然後在上面滑動。 “

這篇論文的主要合著者雷蒙德-阿斯霍里（Raymond Ashoori）說：”奇蹟就在於，只要將這兩層滑動幾個埃，就能得到完全不同的電子器件。”

由此產生的電晶體具有多項改變遊戲規則的特性。首先，它能以奈秒的速度在正負電荷（數字資料的1 和0）之間快速切換。快速切換是高效能運算和資料處理的關鍵。此外，由於”滑動過程中沒有任何損耗”，阿斯霍里指出，理論上這種電晶體可以切換超過1000 億次而不會出現性能下降。這與傳統快閃記憶體不同，傳統快閃記憶體會因重複寫入/擦除循環而緩慢降級。

由於鐵電材料非常薄（僅為十億分之一公尺），因此可以實現更密集的電腦記憶體儲存。這項特性也意味著電晶體所需的工作電壓更低，因為開關電壓會隨著厚度的增加而增加，使電晶體的整體能效更高。

到目前為止，研究團隊只在實驗室裡開發了一個晶體管原型。但據該研究的共同負責人巴勃羅-哈里洛-埃雷羅（Pablo Jarillo-Herrero）稱，”在多個方面，它的特性已經達到或超過了當前鐵電晶體管的行業標準。”

阿斯霍里似乎對這一突破相當熱衷，他告訴《麻省理工新聞》：”回想我的整個物理學生涯，我認為這項工作在10到20年後可能會改變世界。

這是一個大膽的說法，但如果這種晶體管不辜負他們吹噓的巨大潛力，他可能會有所發現。論文全文刊登在近期出版的《科學》雜誌。