早在 2021 年，麻省理工学院的一个研究小组就创造出了一种全新的铁电材料，从而掀开了一个新领域的面纱。现在，这些研究人员再接再厉，利用这种材料制造出了一种晶体管，这种晶体管能以纳秒级的开关速度和难以置信的耐用性，彻底击败了为当今的数码设备提供动力的传统芯片。

这种晶体管的杀手级性能源于 2021 铁电材料进步的独特特性，这种材料由平行堆叠的氮化硼薄层组成。

铁电材料的广义定义是，它是一种能在自身内部自发产生正电荷和负电荷的特殊晶体，这些电荷可以通过施加电场而翻转。

然而，这种新材料的表现似乎有些不同。当对其施加电场时，平行层会轻微移动位置，将硼原子和氮原子推移到仅一线之隔。这使得材料的电子特性发生了极大的改变。研究人员解释说，这就像把两只手按在一起，然后在上面滑动。"

这篇论文的主要合著者雷蒙德-阿斯霍里（Raymond Ashoori）说："奇迹就在于，只要将这两层滑动几个埃，就能得到完全不同的电子器件。"

由此产生的晶体管具有多项改变游戏规则的特性。首先，它能以纳秒级的速度在正负电荷（数字数据的 1 和 0）之间快速切换。快速切换是高性能计算和数据处理的关键。此外，由于"滑动过程中没有任何损耗"，阿斯霍里指出，理论上这种晶体管可以切换超过 1000 亿次而不会出现性能下降。这与传统闪存不同，传统闪存会因重复写入/擦除循环而缓慢降级。

由于铁电材料非常薄（仅为十亿分之一米），因此可以实现更密集的计算机内存存储。这一特性还意味着晶体管所需的工作电压更低，因为开关电压会随着厚度的增加而增加，从而使晶体管的整体能效更高。

到目前为止，研究小组只在实验室里开发出了一个晶体管原型。但据该研究的共同负责人巴勃罗-哈里洛-埃雷罗（Pablo Jarillo-Herrero）称，"在多个方面，它的特性已经达到或超过了当前铁电晶体管的行业标准。"

阿斯霍里似乎对这一突破相当热衷，他告诉《麻省理工新闻》："回想我的整个物理学生涯，我认为这项工作在10到20年后可能会改变世界。

这是一个大胆的说法，但如果这种晶体管不辜负他们吹嘘的巨大潜力，他可能会有所发现。论文全文刊登在近期出版的《科学》杂志上。