文档介绍：IBM研发出新石墨烯晶体管
时间:2011-04-13 09:06 来源:科技日报
他们研发出了新的石墨烯晶体管,其截止频率为155GHz(吉赫),比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了50%,而且块头更小。
“石墨烯”薄片示意图
 
 
    据美国物理学家组织网4月11日报道,IBM公司的科学家林育明(音译)等人在4月8日出版的《自然》杂志撰文指出,他们研发出了新的石墨烯晶体管,其截止频率为155GHz(吉赫),比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了50%,而且块头更小。
 
石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层片状结构,可由石墨剥离而成。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬。作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快,因此,它有望替代硅作为顶级电子材料来制备速度更快的晶体管。
 
以前,科学家通过将石墨烯薄层置于一个绝缘衬底(诸如二氧化硅)的上方来制造石墨烯设备,然而,这种衬底会削弱石墨烯的电学性能。现在,IBM公司的科学家找到了办法,将衬底对石墨烯电学性能的影响减至最低。
 
科学家将一个“类金刚石碳”放置在一个硅晶圆衬底上,制备出了新的石墨烯晶体管。这种“类金刚石碳”是无极性介质,也不会像二氧化硅那样捕获或驱散电荷,因此,新石墨烯晶体管在温度发生改变时(包括像太空中那样的极低温度下),显示出了卓越的稳定性。
 
IBM表示,这种新的高频石墨烯晶体管将在手机、互联网或雷达等通讯设备领域大展拳脚。而且,现有的制备标准硅设备的技术也可以用于制造新的晶体管,这意味着新石墨烯晶体管可以随时进行商业化生产。
 
该晶体管的研制是IBM承接的美国国防部高级研究计划局的一项任务的一部分,美国军方希望该研究能有助于他们研发出高性能的无线调频晶体管。(刘霞)
硅纳米晶体管展现出强量子限制效应
时间:2011-03-25 09:10 来源:科技日报
有望在单分子生物感测、集成电路缩微等领域发挥重要作用
     据美国物理学家组织网3月21日报道,美国得克萨斯大学的一个研究小组用非常细的纳米线制造出一种晶体管,表现出明显的量子限制效应,纳米线的直径越小,电流越强。该技术有望在生物感测、集成电路缩微制造方面发挥重要作用。相关研究发表在最近出版的《纳米快报》上。
 
实验中,他们用平版印刷技术制造了一种直径仅有3纳米到5纳米的硅纳米线。由于直径非常小,表现出明显的量子限制效应,纳米线的块值(bulk values)性质发生了变化。尤其是用极细纳米线制造的晶体管,在空穴迁移率、驱动电流和电流强度等方面属性明显增强,大大提高了晶体管的工作效率,其性能甚至超过最近报道的用半导体掺杂技术改良的硅纳米线晶体管。
 
得克萨斯大学研究人员沃尔特·胡介绍说,我们已经证明,载荷子迁移率会随着硅隧道的量子限制程度增加而不断提高,这在理论上为3纳米直径纳米线的受激高速空穴流动提供了实验证据。
 
这好像是违反直觉的,一根更细的纳米线能产生比更粗的线更高的流动性。但研究人员解释说,在块状硅中,形成电流的空穴能量分布很宽,量子限制效应限制了空穴,形成了更加一致的能量排列,从而提高了导线中的载荷子迁移率。在细纳米线中,由于空穴能量分布更窄,反而提高了流动性和电流强度。当