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研究前沿

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IBM展示运行速度最快的石墨烯晶体管

小太阳网登录:2011-08-13      来源:      阅读次数:

在刚刚出版的《科学》杂志上,IBM的研究人员展示了一种由石墨烯材料制作而成的场效应晶体管(FET),其截止频率可达100吉赫兹(GHz),这是迄今为止运行速度最快的射频石墨烯晶体管。这一成就是美国国防部高级研究计划局“碳电子射频应用项目”取得的重大进展,为研发下一代通信设备铺平了道路。

  研究人员通过使用与现行的先进硅器件制造技术相兼容的加工技术制成了圆晶规模、外延生长的石墨烯,从而达成了此一高频纪录。

  IBM企业负责科研的副总裁陈自强博士表示,石墨烯的一大优势在于其中电子可实现极高速的传输,这对于下一代高速、高性能晶体管的研发来说是至关重要的。此一突破清楚地表明了石墨烯可用以制造高性能器件和集成电路。

  对碳化硅衬底进行热分解可合成统一的高品质石墨烯。该石墨烯晶体管使用了一种金属顶栅结构,及一种含有聚合物和高介电常数氧化物的新型栅极绝缘体堆栈。栅极长度适中,为240纳米,为将来通过缩减栅极长度以进一步优化性能留下了足够的空间。

  值得注意的是,该石墨烯晶体管的频率性能已超过了相同栅极长度的最先进硅晶体管的截止频率(40GHz)。研究表明,从天然石墨获取的石墨烯材料也可表现出相似的性能,这证明了这种高性能也可获自不同来源的石墨烯。此前,研究人员已利用从天然石墨中提取的石墨烯片制成了截止频率为26GHz的石墨烯晶体管。
在刚刚出版的《科学》杂志上,IBM的研究人员展示了一种由石墨烯材料制作而成的场效应晶体管(FET),其截止频率可达100吉赫兹(GHz),这是迄今为止运行速度最快的射频石墨烯晶体管。这一成就是美国国防部高级研究计划局“碳电子射频应用项目”取得的重大进展,为研发下一代通信设备铺平了道路。

  研究人员通过使用与现行的先进硅器件制造技术相兼容的加工技术制成了圆晶规模、外延生长的石墨烯,从而达成了此一高频纪录。

  IBM企业负责科研的副总裁陈自强博士表示,石墨烯的一大优势在于其中电子可实现极高速的传输,这对于下一代高速、高性能晶体管的研发来说是至关重要的。此一突破清楚地表明了石墨烯可用以制造高性能器件和集成电路。

   对碳化硅衬底进行热分解可合成统一的高品质石墨烯。该石墨烯晶体管使用了一种金属顶栅结构,及一种含有聚合物和高介电常数氧化物的新型栅极绝缘体堆栈。栅极长度适中,为240纳米,为将来通过缩减栅极长度以进一步优化性能留下了足够的空间。

  值得注意的是,该石墨烯晶体管的频率性能已超过了相同栅极长度的最先进硅晶体管的截止频率(40GHz)。研究表明,从天然石墨获取的石墨烯材料也可表现出相似的性能,这证明了这种高性能也可获自不同来源的石墨烯。此前,研究人员已利用从天然石墨中提取的石墨烯片制成了截止频率为26GHz的石墨烯晶体管。
 

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