IBM苏黎世研究实验室(IBMResearchofZurich)开发出一种尺寸极其微小的奈米线，具有一般标准材料所没有的光学特性，从而为开发出基于半导体奈米线的「新一代电晶体」电路研究而铺路。

    该研究实验室与挪威科技大学(NorwegianUniversityofScienceandTechnology)合作的最新发现是一种在矽基底上产生机械应变砷化镓(GaAs)奈米线的创新技术，不仅能够加以调整成不同的光谱色彩，同时还能从使其从光发射器切换成光侦测器。

    IBM苏黎世研究实验室多年来持续研究如何将高电子迁移率III-V材料(砷化镓、砷化铟与砷化铟镓等)整合于标准矽晶互补金属氧化物半导体(CMOS)晶片的方法。因此，该实验室已经尝试过许多新颖的III-V族化合物了。

    「目前有几种可在未来取代/补强矽晶电晶体的不同方案。传统n通道电晶体特别看好III-V族材料，因为这些材料具有比矽晶更高的电迁移率，尤其是砷化铟镓(InGaAs)三元化合物，」IBM科学家及该研究论文作者GiorgioSignorello表示。

    IBM研发出应变GaAs奈米线

    IBM研发出可为未来晶片赋予光学性能的应变GaAs奈米线(橙色部份)。

    IBM苏黎世研究实验室也在探索其他的元件架构，例如嵌于InGaAs与砷化铟(InAs)合金中的穿隧场效电晶体(FET)。这种穿隧FET可实现超低功耗作业，从而有助于IBM定义新一类的奈米线CMOS。

    「同样的类型的奈米线材料也适用于实现某些下一代矽光子晶片所需的光电元件。换句话说，III-V族奈米线可实现高性能的CMOS电晶体、低功耗的穿隧TFT、矽光子，以及具有技术影响力的物理现象，」Signorello说。

    这种新的物理现象是透过拉伸以纤维锌矿晶体生长的III-V族材料──这种纤维锌矿晶体具有相同类型的原子结构，能够在拉伸压电材料时带来特殊的性能。就像压电材料一样，GaAs纤维锌矿晶体并不直接产生电力，而是在受到拉伸时具有转换光线的能力，从而使其发光光谱可加以调整以及转换成光侦测器。

    在实际操作时，GaAs奈米线可经由动态拉伸来调整其即时的属性，或者可一次把全部都调整成永久具有某种固定功能。

    「原则上这两种解决方案都可加以实现，但是，在我看来，最有趣的解决方案是一种人们可以不断调整其应变力的建置方式，」Signorello说，「这种解决方案还能针对发光的颜色进行控制与持续调整，而且还可能带来重大影响，特别是考虑到波分多工等在同一光纤中的不同色通道上传送资料的可能性。」

    IBM苏黎世研究实验室的研究目前已能达到200meV的可调范围了，但还可能再进一步加以扩展。同时，IBM先前也已经解决了如何利用外延生长方式在矽基板上安装III-V族奈米线的问题。

    Signorello强调，「我们已经证实GaAs与InAs等III-V族奈米线可直接整合于矽晶圆上了，达到了目前的产业标准。」藉由在相同矽基板上整合光发射器与光侦测器，IBM期望未来能够降低彼此之间以光(而非电力)进行通讯的奈米光子晶片复杂度。