石墨烯“打底” 我國科學家制備出高速晶體管

從中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心獲悉，該中心先進炭材料研究部科研人員首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)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（MHz）提升至吉赫茲（GHz）領(lǐng)域，未來將有望在太赫茲（THz）領(lǐng)域的高速器件中應(yīng)用。 Ccf/hA#mb  
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該研究成果近日在《自然·通訊》上在線發(fā)表。 ^QB[;g.O  
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1947年，第一個雙極結(jié)型晶體管（BJT）誕生于貝爾實驗室，引領(lǐng)了人類社會進入信息技術(shù)的新時代。過去的幾十年里，提高BJT的工作頻率一直是人們不懈的追求，異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管（HBT）和熱電子晶體管（HET）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，這些器件便遭遇到瓶頸：HBT的截止頻率最終被基區(qū)渡越時間所限制，而HET則受限于無孔、低阻的超薄金屬基區(qū)的制備難題。 nV;'UpQw  
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近年來，石墨烯作為性能優(yōu)異的二維材料備受關(guān)注，人們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(zhì)量的低阻基區(qū)。 {f!/:bM  
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“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(jié)，然而隧穿發(fā)射結(jié)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。”該研究團隊負責人表示。他們通過半導體薄膜和石墨烯轉(zhuǎn)移工藝，首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)的硅—石墨烯—鍺晶體管。 _"DS?`z6  
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該研究人員表示，與已報道的隧穿發(fā)射結(jié)相比，硅—石墨烯肖特基結(jié)表現(xiàn)出目前最大的開態(tài)電流和最小的發(fā)射結(jié)電容，從而得到最短的發(fā)射結(jié)充電時間，使器件總延遲時間縮短了1000倍以上，器件的截止頻率由約1.0MHz提升至1.2GHz。 Nk`UQ~g$  
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