由Graphene旗舰研究人员开发的高性能石墨烯晶体管

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在石墨烯旗舰项目上合作的国际科学家团队开发了一种基于石墨烯的晶体管,据报道,该晶体管的性能优于以往最先进的晶体管。该团队利用薄顶栅极绝缘体材料优化了最大振荡频率,截止频率,正向传输系数和开路电压增益等工作特性,实现了在各种电子应用中使用石墨烯的前景。

石墨烯旗舰团队开发高性能石墨烯晶体管图像

石墨烯缺乏带隙阻碍了其在电子学中的使用,因为它导致无法关闭晶体管,有效地使数字逻辑中的“0”状态不可访问。但是,许多模拟应用不需要带隙; 该团队解释说,在模拟电路中使用GFET的唯一不良副作用是漏极电流饱和度不足,从而阻止了高增益工作。研究人员现已成功地通过优化用于电绝缘GFET顶栅的介电材料(AlOx)来改善饱和度。栅极电介质质量的提高导致对石墨烯沟道中载流子的强有力控制,从而产生整体性能优势。

“这样的GFET可以在模拟电路中找到应用,其中高增益和运行速度可以与功耗相抵消”,该研究小组的负责人表示。“一些例子包括放大器,振荡器和非常简单的混合信号电路(例如,用于基带处理)”,他补充说。

作为该项目的一部分,研究人员确定了可以优化的关键技术参数,以进一步提高最大振荡频率,表明所提出的改进是技术性的,而不是一个基本障碍。该研究表明,CVD石墨烯质量的进一步改善,更光滑的基板,更低的接触和栅极电阻应该会产生具有更高实际使用潜力的器件。


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