中国科学家基于石墨烯等材料发明新型“热发射极”晶体管
中新网北京8月15日电 (记者 孙自法)作为集成电路的基本单元,晶体管及其材料的相关研发进展一直备受瞩目。
记者8月15日从中国科学院金属研究所获悉,该所科研团队联合北京大学团队,最新发明一种由石墨烯和锗等混合维度材料构成的“热发射极”晶体管,并提出一种全新的“受激发射”热载流子生成机制。
该研究工作开辟了晶体管器件研究的新领域,为热载流子晶体管家族增添了新成员,并有望推动其在未来低功耗、多功能集成电路中广泛应用。
这项晶体管领域的重大研究突破,由中国科学院金属研究所刘驰研究员、孙东明研究员和成会明院士主导,携手该所任文才研究员团队和北京大学张立宁团队合作完成。北京时间8月14日夜间,相关成果论文以“一种基于载流子可控受激发射的热发射极晶体管”为题在国际著名学术期刊《自然》(Nature)发表。
合作团队介绍说,晶体管是集成电路的基本单元。随着晶体管尺寸的不断缩小,其进一步发展的技术挑战日益增多。因此,探索具有新工作原理的晶体管,已成为提升集成电路性能的关键。正如水龙头的阀门可调节水流的大小,晶体管也能够调控由电子或空穴等载流子形成电流的大小。
通常情况下,载流子与周围环境处于热平衡状态,称为“稳态”。不过,通过电场加速等方法,可以提升载流子的能量,使其成为“热载流子”。如果能够有效操控这种高能的热载流子,并提高其浓度,将有望进一步提升晶体管的速度和功能。
石墨烯等低维材料凭借其原子级厚度、优异的电学与光电性能,以及无表面悬键等特性,易于与其他材料形成异质结,从而产生丰富的能带组合,为热载流子晶体管的发展提供了全新思路。基于此,中国科学家团队通过可控调制热载流子来提高电流密度,发明一种由石墨烯和锗等混合维度材料构成的“热发射极”晶体管,并提出一种全新的“受激发射”热载流子生成机制。
合作团队表示,他们发明的新型晶体管由两个耦合的“石墨烯/锗”肖特基结组成,载流子由石墨烯基极注入,随后扩散到发射极,并激发出受电场加热的载流子,从而导致电流急剧增加。这一设计使晶体管电流每变化一个数量级,所需的电压变化小于1毫伏,突破了传统晶体管的玻尔兹曼极限。此外,该新型晶体管在室温下还表现出峰谷电流比超过100的负微分电阻,展示出其在多值逻辑计算中的应用潜力。(完)
相关推荐
黑龙江饶河再现野生东北虎足迹
四川内江市市中区发生3.2级地震 震源深度10千米
海南将迎来春节前出岛车客高峰 各港口出岛秩序总体平稳
(新春走基层)“喜迎全运会 瑞蛇贺新春”新春庙会在广州举行
羊角把、牛角、十字扣,春运涨知识→小设计大用途
岁暮冰嬉 寒尽春生 这些“速度与激情”谁看了不想玩一把?
“家门口能挣钱,好日子有盼头”(新春走基层)
国家中医药局:九成以上三级妇幼保健院设置中医类临床科室
湖南零陵腊肉飘香年味浓 供销两旺助增收
春节临近 你的家乡举办哪些活动?一起来寻找年味儿→
新春走基层丨让每一盏车灯都安然明亮 他们是“魔鬼风口”的风雪护路人
中国将386.7万家固定污染源纳入排污许可管理
- 最近发表
-
- 随机阅读
-
- 日本演员中山美穗在家中身亡 曾出演《情书》
- 安理会就加沙人道问题举行临时会议 中方再次呼吁停火让人道物资进入加沙
- 80后花20年,让洞头贝雕有了第一家博物馆
- 云南印发实施方案 进一步提升外籍来滇人员等群体支付便利性
- 美国加州法院裁定Uber和Lyft有权将其驾驶员视为独立承包商
- 粤北韶关暴雨最大累计雨量超300毫米 启动III级应急响应
- 2023年“中国电力主题日”活动举办 庆贺中国有电141周年纪念日
- 银川铁路物流中心冷链运输开辟冻品新通道
- 5人死亡 山西挂牌督办沧榆高速较大道路交通事故
- 上海海关原创情景舞剧《红旗飘飘》在沪首演
- 广西壮族自治区贺州市发布高温黄色预警信号
- 哥伦比亚政府与反政府武装延长停火180天
- 今年西藏接待游客有望实现两位数以上同比增长
- 爱尔眼科:涉事医院已按要求整改,集团将持续坚持刀刃向内
- 新的一年,紧抓中国开放发展新机遇(侨界关注)
- 北京构建“人才+产业”发展模式 打造制造业人才高地
- 在产业链中创新 皖企发展新质生产力见闻
- 老赖“要求美颜”露马脚被抓
- 近距离接触高科技 福州科技活动周启动
- 国庆期间惠民观影 北京将发放千万元补贴
- 热门推荐
-
- 一日内百余场野火肆虐西班牙,与人为纵火和反常高温有关
- 我国大部地区气温将持续偏低 南方有雨雪天气
- 第二届链博会将优化和完善展商和观众的服务保障
- 国家卫健委:我国现行有1610项食品安全国家标准
- 北师大全球胜任力暑期研学营赴泰研学
- 乐见楼市“先交付后还贷”式创新营销
- 贺克斌院士:抢占下一轮经济发展先机需建成大规模稳定使用新能源的技术体系
- 青海将迎今年入汛以来最强降水 部分景区暂时关停
- 对鱼目混珠的消费欺诈 消费者也要“用脚投票”
- 当AI招聘与AI应聘“斗法”,魔法能否打败魔法
- 湖北7青年创新“稀奇民歌”推广土家传统文化
- 安徽多措并举力拓境外文旅市场
- 上海新阶层人士助力社区治理 第四季“青年智谷”启动
- 可乐能灭火?其实不实用
- (寻味中华丨文博)一袭汉服靡河洛 霓裳华彩越千年
- 企业的民心工程 双汇第14次为职工子女发放金秋奖学金
- 周末景区门票预订量激增
- 直击越国遗迹考古:木构建筑量大 2500年古城史揭开面纱
- 《哈尔滨一九四四》热播:呈演谍战新章
- 稳步增长!我国国际航线10月旅客运输量恢复至2019年的96%