近日，据英国《自然·通讯》杂志报道，中国科学家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。
第一个双极结型晶体管诞生于1947年的贝尔实验室，距离已有70多年，而它也绝对称得上人类发明的最具革命性的元器件之一。晶体管是由电流驱动的半导体器件，用于控制电流的流动，不仅能够用于放大弱信号，也能用作振荡器或开关，更为集成电路、微处理器以及计算机内存的产生奠定了基础。
在过去的几十年间，提高晶体管的工作频率是人们一直以来的追求，从异质结双极型晶体管到热电子晶体管相继被研发，然而前者的截止频率最终被基区渡越时间限制，后者则受限于无孔、低阻的超薄金属基区制备难题。近年来，石墨烯作为性能优异的二维材料备受科研人员关注，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。
然而，目前石墨烯基区晶体管普遍采用隧穿发射结，受限于势垒高度前景有限。据悉，探索出石墨烯基区晶体管新结构的科研人员来自中国科学院在沈阳的一家研究中心，研究人员通过半导体薄膜和石墨烯转移工艺，制备出以特肖基结作为发射结的垂直结构的硅-石墨烯-锗晶体管。
新结构的晶体管，与隧穿发射结相比，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，器件的频率由1.0MHz提升到了1.2GHz。对该器件的测验结果也证明，其具备应用到太赫兹领域的潜力，极大提升石墨烯基区晶体管的性能，为将来研制出超高速晶体管奠定基础。
太赫兹在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，衍生技术可广泛应用于雷达、遥感、国土安全与反恐、高保密的数据通讯与传输、大气与环境监测、实时生物信息提取以及医学诊断等领域，晶体管能否应用于太赫兹领域表明了该结构未来潜力的大小。
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