石墨烯晶體管取得重大進展 - 晨陽可膨脹石墨阻燃

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    公司新聞

    石墨烯晶體管取得重大進展

    [發布日期:2013-04-08 17:00:09 瀏覽量:1222 文章來源:青島晨陽石墨有限公司

           英國曼徹斯特大學的研究人員成功研制了尺寸最小的晶體管,其厚度為1個原子,截面為10個原子。這一重大進展已經發表在最新一期的《科學》雜志上,并且打破了該小組去年創造的截面100nm的石墨烯晶體管世界紀錄。石墨烯由碳原子以錯綜復雜的方式連接而成,即便只有一個原子層的厚度也可保持很多性能——其中最重要的是電導率。
      石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種,還非常牢固堅硬;作為單質,它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。石墨烯開發者之一的曼切斯特大學諾沃謝洛夫博士指出,石墨烯是研究領域的“金礦”,在很長一段時間內,研究人員將會陸續“開采”出新的研究成果。
      石墨 烯晶體管的結構
      IBM的研究人員展示了一種由石墨烯材料制作而成的場效應晶體管(FET),其截止頻率可達100吉赫茲(GHz),這是迄今為止運行速度最快的射頻石墨烯晶體管。這一成就是美國國防部高級研究計劃局“碳電子射頻應用項目”取得的重大進展,為研發下一代通信設備鋪平了道路。
      該石墨烯晶體管使用了一種金屬頂柵結構,及一種含有聚合物和高介電常數氧化物的新型柵極絕緣體堆棧。柵極長度適中,為240納米,為將來通過縮減柵極長度以進一步優化性能留下了足夠的空間。IBM將石墨烯晶體管植入矽-碳晶圓上,然後涂上絕緣層以防止晶體管短路。
      石墨烯晶體管的發展史
      在2011年2月份剛剛出版的《科學》雜志上,IBM的研究人員展示了一種由石墨烯材料制作而成的場效應晶體管(FET),其截止頻率可達100吉赫茲(GHz),這是迄今為止運行速度最快的射頻石墨烯晶體管。這一成就是美國國防部高級研究計劃局“碳電子射頻應用項目”取得的重大進展,為研發下一代通信設備鋪平了道路。
      研究人員通過使用與現行的先進硅器件制造技術相兼容的加工技術制成了圓晶規模、外延生長的石墨烯,從而達成了此一高頻紀錄。
      IBM硏究中心院士及納米科學與技術部的經理PhaedonAvouris表示:“我們目前為止測量到的最快石墨烯晶體管其運行頻率在柵極長度達到150納米的時候可以達到空前的26GHz。因為峰値頻率隨著柵極長度的減小而增加,我們相信通過進一步減小柵極長度到50納米以內,石墨烯晶體管的頻率有望突破太赫茲。”
      IBM硏究團隊下一個目標是改善柵極介電材料,以實現工作在太赫茲頻率范圍的射頻電路。

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