IBM研发出新石墨烯晶体管

2011-4-13 09:02 来源: 中国科学院
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  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。