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據(jù)中國科學(xué)院金屬研究所官微消息，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心與北京大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)合作，采用了一種創(chuàng)新思路，通過可控調(diào)制熱載流子來提高電流密度，發(fā)明了一種由石墨烯和鍺等混合維度材料構(gòu)成的熱發(fā)射極晶體管，并提出了一種全新的“受激發(fā)射”熱載流子生成機(jī)制。 該研究成果于8月15日以題為“A hot-emitter transistor based on stimulated emission of heated carriers”（一種基于載流子可控受激發(fā)射的熱發(fā)射極晶體管）的論文發(fā)表在《自然》（Nature）期刊上。 
晶體管器件結(jié)構(gòu)和基本特性 a. 器件結(jié)構(gòu)示意圖；b. 橫截面圖；c. 晶體管陣列；d. 轉(zhuǎn)移特性曲線；e. 輸出特性曲線 據(jù)悉，這款新型晶體管由兩個(gè)耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結(jié)組成。在器件工作時(shí)，載流子由石墨烯基極注入，隨后擴(kuò)散到發(fā)射極，并激發(fā)出受電場加熱的載流子，從而導(dǎo)致電流急劇增加。這一設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了低于1 mV/dec的亞閾值擺幅，突破了傳統(tǒng)晶體管的玻爾茲曼極限（60 mV/dec）。此外，該晶體管在室溫下還表現(xiàn)出峰谷電流比超過100的負(fù)微分電阻，展示出其在多值邏輯計(jì)算中的應(yīng)用潛力。 該項(xiàng)研究開辟了晶體管器件研究的新領(lǐng)域，為熱載流子晶體管家族增添了新成員，并有望推動(dòng)其在未來低功耗、多功能集成電路中的廣泛應(yīng)用。 |
