我国科学家制备出高速晶体管 石墨烯"打底" 为未来实现超高速晶体管奠定了基础
发布时间:2019-10-30 15:05:34 文章来源:科技日报
记者从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉,该中心先进炭材料研究部科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构晶体

记者从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉,该中心先进炭材料研究部科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构晶体管“硅—石墨烯—锗晶体管”,成功将石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短了1000倍以上,并将其截止频率由兆赫兹(MHz)提升至吉赫兹(GHz)领域,未来将有望在太赫兹(THz)领域的高速器件中应用。该研究成果近日在《自然·通讯》上在线发表。

1947年,第一个双极结型晶体管(BJT)诞生于贝尔实验室,引领了人类社会进入信息技术的新时代。过去的几十年里,提高BJT的工作频率一直是人们不懈的追求,异质结双极型晶体管(HBT)和热电子晶体管(HET)等高速器件相继被研究报道。然而,当需要进一步提高频率时,这些器件便遭遇到瓶颈:HBT的截止频率最终被基区渡越时间所限制,而HET则受限于无孔、低阻的超薄金属基区的制备难题。

近年来,石墨烯作为性能优异的二维材料备受关注,人们提出将石墨烯作为基区材料制备晶体管,其原子级厚度将消除基区渡越时间的限制,同时其超高的载流子迁移率也有助于实现高质量的低阻基区。

“目前已报道的石墨烯基区晶体管普遍采用隧穿发射结,然而隧穿发射结的势垒高度严重限制了该晶体管作为高速电子器件的发展前景。”该研究团队负责人表示。他们通过半导体薄膜和石墨烯转移工艺,首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构的硅—石墨烯—锗晶体管。

该研究人员表示,与已报道的隧穿发射结相比,硅—石墨烯肖特基结表现出目前最大的开态电流和最小的发射结电容,从而得到最短的发射结充电时间,使器件总延迟时间缩短了1000倍以上,器件的截止频率由约1.0MHz提升至1.2GHz。

据悉,我国科研人员同时对器件的各种物理现象进行了分析,并基于实验数据建模发现了该器件具有工作于太赫兹领域的潜力,这将极大提升石墨烯基区晶体管的性能,为未来最终实现超高速晶体管奠定了基础。

关键词: 晶体管 石墨烯

乐活HOT

  • 2021年福建举办红色电影展映活动近63万场
    2021年福建举办红色电影展映活动

    记者20日获悉,为发挥好红色电影在党史学习教育中的特殊作用,2021年我省举办红色电影展映活动近63万场,观影人数近1300万人次。来自全省各

  • 浙江遂昌教育提质行动推进教育高质量发展
    浙江遂昌教育提质行动推进教育高

    近日,遂昌育才高级中学学生李何其荣获第38届全国中学生物理竞赛金牌,并保送北大。近年来,遂昌大力实施教育提质行动,加快推进教育高质量

  • 2021年黑龙江货物贸易进出口总值同比增长29.6%达1995亿元
    2021年黑龙江货物贸易进出口总值

    据哈尔滨海关统计,2021年,我省货物贸易进出口总值1995亿元人民币,比上年(下同)增长29 6%,比2019年增长6 9%,进出口增速高于全国增速8 2

  • 2021年辽宁大连持续推进农村环境综合整治
    2021年辽宁大连持续推进农村环境

    2021年,大连市生态环境部门持续推进农村环境综合整治,完成116个省级美丽宜居村污水和水源地规范化整治任务,完成15处农村黑臭水体治理。

  • 辽宁大连持续深入推进环评审批制度改革
    辽宁大连持续深入推进环评审批制

    2021年,大连市深入推进环评审批制度改革,实施网上办十项举措和容缺受理即来即办秒批秒办全程网办,实现即来即办事项达到40%以上、全程网

  • 青岛上线运行全国首个公交钥匙智能管控系统
    青岛上线运行全国首个公交钥匙智

    驾驶员于惠你好,请发9时15分2路线,请取33号车钥匙。青岛公交2路线驾驶员于惠完成面部识别后,面前的智能钥匙柜自动开启,于惠按照语音提

  • 国际公共艺术论坛系列活动在青岛举行
    国际公共艺术论坛系列活动在青岛

    第五届国际公共艺术奖颁奖典礼暨国际公共艺术论坛系列活动在青岛西海岸新区举行。作为国际公共艺术领域最高成就的象征,国际公共艺术奖(IAP

  • 2021年青岛机场完成货邮吞吐量同比增长14.9%达23.76万吨
    2021年青岛机场完成货邮吞吐量同

    青岛机场集团透露,2021年,青岛机场共完成货邮吞吐量23 76万吨,同比增长14 9%。其中,国际货邮吞吐量为9 63万吨,在国外疫情形势严峻的情

  • 潍坊商务局去年支持小微企业出口额17.1亿美元
    潍坊商务局去年支持小微企业出口

    2021年以来,潍坊市商务局助力外贸企业稳定发展,会同中国信保潍坊营业部,克服疫情不利因素,简化业务程序,将2200余家小微外贸企业纳入省

  • 山东两市第三类医疗器械企业UDI实施率达100% 完成170762条信息上传
    山东两市第三类医疗器械企业UDI

    近日,记者从省药监局区域检查第四分局获悉,2021年,威海、烟台两市第三类医疗器械生产企业UDI实施率达到100%,35家企业170762条产品信息

娱乐LOVE