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石墨烯晶體管開關頻率提高1000倍

編輯:合肥一開電氣有限公司  字號:
摘要:石墨烯晶體管開關頻率提高1000倍
據美國物理學家組織網2月9日(北京時間)報道,美國科學家使用世界上最纖薄的材料石墨烯研制出一種晶體管,新晶體管擁有創紀錄的開關性能,將開關頻率提高了1000多倍,這使得其可以廣泛應用于未來的電子設備和計算機中,使其功能更強,性能更優異。

美國南安普敦大學納米研究小組的扎卡里亞·摩卡塔德博士將石墨烯設置成二維的蜂巢結構,并由此研發出了該石墨烯場效應晶體管(GFETs),該晶體管擁有一個獨特的管道結構,相關研究發表在《電子快報》雜志上。

摩卡塔德表示,硅互補金屬氧化物半導體(CMOS)的尺寸不斷縮減,正在逼近其極限,因此需要找到合適的替代物,而在電子領域,石墨烯有望取代硅,至少能同硅集成在一起使用,但石墨烯固有的物理特性使其很難切斷電流。該納米研究小組的主任希羅斯·米祖塔說:“全球有很多科學家在殫精竭慮地進行研究,試圖切斷GFETs的管道,但目前的方法要么要求管道的寬度小于10納米,要么需要在雙層石墨烯層上垂直施加超高的電壓,這使得通過這些方法得到的開關頻率都無法達到實際應用需要的標準?!?

摩卡塔德研究發現,通過在雙層石墨烯納米線中引入幾何形狀(比如彎管和邊角等),可以有效地切斷電流。米祖塔表示,摩卡塔德研制出的晶體管將開關頻率提高了1000多倍。

該校電子和計算機科學系主任哈維·魯特表示:“這是一個重要的突破,其對下一代計算機、通訊和電子設備的研發具有重要意義,借此,我們可以超越目前已有的CMOS技術,研發出更加高級的晶體管。將幾何形狀引入石墨烯管道內是一個新想法,該方法在讓GFETs保持結構簡單的同時獲得卓越的性能,因此,可以很容易實現商業化生產?!?

摩卡塔德現正在進行更進一步的研究,以了解致使電流在該石墨烯晶體管管道內停止流動的機制。

總編輯圈點

就載流子遷移而言,石墨烯本來就比硅快100—1000倍,所以提高頻率并不難,難的是工藝和技術上的許多糾結尚未理清?!犊茖W》雜志一年前曾報道,IBM開發的石墨烯場效應晶體管的截止頻率達100G赫茲。若以此為參照,南安普敦大學至少把這個數字推升到了100太赫茲的量級。果真如此,我們必須對摩卡塔德博士豎起大拇指。這兩年,該領域研究的井噴勢頭讓人不能不信,石墨烯作為硅的接班人,將引領半導體工業進入一個新的微縮時代。

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