中國科學家成功研制高速晶體管
今天從中國科學院金屬研究所獲悉,該所沈陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部科研人員首次制備出以肖特基結作為發(fā)射結的垂直結構晶體管“硅-石墨烯-鍺晶體管”,成功將石墨烯基區(qū)晶體管的延遲時間縮短了1000倍以上,并將其截止頻率由兆赫茲提升至吉赫茲領域。相關成果已于近日在線發(fā)表于國際學術期刊《自然?通訊》。 據(jù)該成果論文的通訊作者、中科院金屬所研究員孫東明介紹,這一研究工作提升了石墨烯基區(qū)晶體管的性能,未來將有望在太赫茲領域的高速器件中應用,為最終實現(xiàn)超高速晶體管奠定了基礎。 硅-石墨烯-鍺晶體管相關器件示意圖 1947年,第一個雙極結型晶體管誕生于美國貝爾實驗室,引領人類社會進入信息技術的新篇章。在過去的幾十年里,提高雙極結型晶體管的工作頻率,成為科學界的不懈追求,異質結雙極型晶體管和熱電子晶體管等高速器件相繼被研究報道。然而,當需要進一步提高頻率時,這些器件遭遇了瓶頸。異質結雙極型晶體管的截止頻率,最終被基區(qū)渡越時間所限制,而熱電子晶體管的發(fā)展,則受限于無孔、低阻的超薄金屬基區(qū)的制備難題。 石墨烯,這個性能優(yōu)異的二維材料,近年來倍受關注?茖W界提出將石墨烯作為基區(qū)材料制備晶體管,其原子級厚度將消除基區(qū)渡越時間的限制,同時其超高的載流子遷移率也有助于實現(xiàn)高質量的低阻基區(qū)。 “目前已報道的石墨烯基區(qū)晶體管,普遍采用隧穿發(fā)射結,然而隧穿發(fā)射結的勢壘高度,嚴重限制了該晶體管作為高速電子器件的發(fā)展前景!贝舜纬晒撐牡牡谝蛔髡、中科院金屬所副研究員劉馳表示,科研人員提出了半導體薄膜和石墨烯轉移工藝,首次制備出如今這一成果。 |