IEEE國際電子器件會議（IEDM）上，IBM團隊首次展示了針對液氮冷卻進行優化后的先進CMOS晶體管。

液體氮氣的冰凍溫度僅為-196°C，這是絕大多數主流電子設備難以承受的極端低溫。然而，在這極度寒冷的條件下，晶體管的電阻與漏電電流顯著降低，這項改進將極大提升性能并降低能耗。

IBM突破性研發的納米片晶體管，通過將硅通道薄化切割為納米級別的薄片，再用柵極全方位圍繞，實現更為精準控電。此結構使得在指甲蓋大小空間內可容納最多達500億個晶體管，并且經過液氮冷卻處理，其性能飆升至原本的兩倍之多。

低溫環境賦予了兩大優勢：電流載子散射率降低以及能耗降低。減少后的散射顯著降低了電阻，電子在裝置內流動更為流暢。與此同時，降低的能耗允許器件在同樣電壓級別下承載更大電流。并且，液氮冷卻具有提升晶體管開關敏感度的額外功效，只要較小的電壓變動就可切換狀態，進一步縮減了能耗。

然而，低溫環境中晶體管的閾值電壓有所上升，這是新型挑戰。閾值電壓是完成晶體管導通所需的電壓，當溫度降低時，此數值隨之增大，使得切換過程變得艱難。為應對此難點，IBM的研究員們創新應用了全新雙金屬柵極和雙偶極子技術。他們在n型和p型晶體管的界面巧妙加入各類金屬雜質，生成偶極子，進而降低電子穿越導帶邊緣所需的能量，使晶體管更為高效運轉。