中國科學家成績亮眼,硅-石墨烯-鍺晶體管研製成功,技術無可挑剔

歐界報道:

中國的技術又向前邁進了一步。

中國科學院金屬研究所瀋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製備出以肖特基結作為發射結的垂直結構晶體管“硅-石墨烯-鍺晶體管”,成功將石墨烯基區晶體管的延遲時間縮短到不到原來的千分之一,並將其截止頻率由兆赫茲提升至吉赫茲領域。相關的研究成果也是已經刊登在了國際學術期刊《自然•通訊》上。

中國科學家成績亮眼,硅-石墨烯-鍺晶體管研製成功,技術無可挑剔

這一研究工作提升了石墨烯基區晶體管的性能,未來將有望在太赫茲領域的高速器件中應用,為最終實現超高速晶體管奠定了基礎。

眾所周知,第一個雙極結型晶體管誕生於美國的貝爾實驗室,這引領了人類社會進入信息技術的新篇章。而在過去的很長一段時間內,學術界都在為提高雙極結型晶體管的工作效率而努力,也成為了科學家們的不斷追求。

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,這些器件還需要進一步的提高效率,但是卻遇到了很多的困難。異質結雙極型晶體管的截止頻率,最終被基區渡越時間所限制,而熱電子晶體管的發展,則受限於無孔、低阻的超薄金屬基區的製備難題。

中國科學家成績亮眼,硅-石墨烯-鍺晶體管研製成功,技術無可挑剔

而石墨烯作為一個最近幾年新型的材料,性能優異,收到了行業的廣泛關注,基於石墨烯也進行了很多的研究。不少科學家還提出將石墨烯作為基區材料製備晶體管,其原子級厚度將消除基區渡越時間的限制,同時其超高的載流子遷移率也有助於實現高質量的低阻基區。

現在所報道的石墨烯晶體管,都是用的隧穿發射結,然而隧穿發射結的勢壘高度,嚴重限制了該晶體管作為高速電子器件的發展前景。

現如今的科研成果正是對這一限制的打破。採用半導體薄膜和石墨烯轉移工藝,中國的科學界們首次製備出了硅-石墨烯-鍺晶體管。

中國科學家成績亮眼,硅-石墨烯-鍺晶體管研製成功,技術無可挑剔

和現在的隧穿發射結相比,硅-石墨烯肖特基結表現出目前最大的開態電流和最小的發射結電容,從而得到最短的發射結充電時間,使器件總延遲時間縮短了1000倍以上,可將器件的截止頻率由約1.0兆赫茲提升至1.2吉赫茲。

另外,該器件具備工作於太赫茲領域的潛力,以後還將會在晶體管的研製方面發揮更重要的意義。要知道,現在中國的晶體管技術已經領先於世界了,而新型的技術將會帶來的則是不可估計的技術升級。

界讀環球最新科技,深度剖析行業動態


分享到:


相關文章: