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IBM研發(fā)速度達(dá)26GHz的石墨烯晶體管

時間：2008-12-26 06:33:34

關(guān)鍵字： IBM 晶體管石墨烯 HZ

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[導(dǎo)讀]IBM宣布研發(fā)出號稱全世界速度最快的石墨烯(graphene)場效晶體管(FET)，可在26GHz頻率下運作。該公司Thomas J. Watson研究中心的研究人員并預(yù)測，碳元素更高的電子遷移率，可望使該種材料超越硅的極限，達(dá)到100GHz以上

IBM宣布研發(fā)出號稱全世界速度最快的石墨烯(graphene)場效晶體管(FET)，可在26GHz頻率下運作。該公司Thomas J. Watson研究中心的研究人員并預(yù)測，碳元素更高的電子遷移率，可望使該種材料超越硅的極限，達(dá)到100GHz以上的速度跨入兆赫(terahertz)領(lǐng)域。

“我們迄今所量測到的最快石墨烯晶體管速度為26GHz，閘極(gate)長度則為150納米?！盜BM院士、該公司納米科技部門經(jīng)理Phaedon Avouris表示：“由于峰值頻率會與閘極長度成反比，我們相信，當(dāng)石墨烯晶體管閘極長度進(jìn)一步縮減至50納米，其速度將可達(dá)到兆赫等級。”

石墨烯的組成結(jié)構(gòu)與類似雞籠鐵絲網(wǎng)、蜂巢狀晶格的碳納米管一樣；不過要把蜂巢狀晶格做成納米等級的管子有些困難，石墨烯晶體管是將碳原子沉積成薄膜，且能使用傳統(tǒng)的微影工具來制圖。

過去IBM能展示過一種層狀的石墨烯技術(shù)，能解決用狹窄帶狀石墨烯做為晶體管信道時所產(chǎn)生的噪聲問題。在最近一次的展示中，IBM宣稱毫米波(millimeter-wavelength)通訊電路所需的兆赫頻率，能在石墨烯薄膜內(nèi)達(dá)成。

IBM 表示，閘極在頂部的石墨烯晶體管是使用絕緣上覆硅(silicon-on-insulator)晶圓片所制造，并透過執(zhí)行不同的閘極電壓與長度來達(dá)到高頻的運作。研究結(jié)果顯示，石墨烯內(nèi)的電流增益，會隨著頻率升高而降低的FET響應(yīng)曲線(response curve)變化。

而峰值截止頻率(cut-off frequency)，則是與閘極長度成反比，目前150納米閘極長度、26 GHz運作頻率是最高紀(jì)錄。

美國國防部高等研究計畫署(DRAPA)贊助了上述研究的一部份；DRAPA旨在探討碳電子組件在RF領(lǐng)域的應(yīng)用，并希望能使用8吋以上晶圓所制造的石墨烯薄膜晶體管，制作出能運作于100GHz以上的寬頻、低噪聲放大器，以實現(xiàn)毫米波通訊。

IBM的研究團(tuán)隊下一步將改善閘極介電質(zhì)材料，以實現(xiàn)能在兆赫頻率范圍運作的RF電路。

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