在传统的场效应晶体管中,一种场效应开关调控了半导体中电流的方向;这种电场是靠外加的电压。而这种新型纳米逻辑器件的开关场则是通过氧化锌纳米线的机械变形来产生的晶体内部场,它可以取代传统金属氧化物半导体(CMOS)器件中栅极电压的作用,从而可调控载流子的运动。CMOS晶体管的研究致力于高速运算,与之互补,新型纳米压电逻辑器件适用于低频应用领域。

  2007年,基于纳米级压电和半导体性能的巧妙耦合,王中林首次提出了压电电子学的概念,即利用压电势能来调制和控制半导体中的电流。借用氧化锌纳米结构同时具备半导体性和压电性的独特性质,他们制备出第一个压电三极管和压电二极管,《自然—纳米技术》将之称为压电电子效应。

  过去3年中,王中林小组发明了一系列基于纳米压电效应的电子器件,包括纳米发电机、纳米线感应器和纳米逻辑器件。他解释说:“利用机械应变作为栅极门控制信号的氧化锌纳米线压电晶体管(strain-gated-transistor)是这一组新型逻辑器件的基本组成元件。每个氧化锌纳米线压电晶体管由一根集成在柔性衬底上的氧化锌纳米线和其两端的源漏金属电极构成。”