“8688体育官方入口”超低功率石墨烯晶体管可达到100GHz的时钟速度

本文摘要：多年来，科学家和工程师们仍然想要寻找更加小更加高效地运用二维石墨烯材料的好方法。

多年来，科学家和工程师们仍然想要寻找更加小更加高效地运用二维石墨烯材料的好方法。而现在，早已有科学家设计出有了一种超强低功耗、且最后未来将会将处理器时钟速率提高至难以置信的100GHz的石墨烯晶体管。传统晶体管容许电子被一个能量源所唤起，跳过能量壁垒并转换到另一状态。

尽管这种方法工作得挺好，但在能效上却无法大幅度提高。　　　　石墨烯双分子层的电场横剖面，能量各不相同其DoS　　反观隧道晶体管，因利用了量子隧穿着效应来跳过能量势垒（瞬间移动），其操作者时的能耗要比标准晶体管较少一些。问题是，通达另一侧的电流太小，所以距离实际运用还有些很远。

　　不过现在，莫斯科物理技术学院（MIPT）的科学家们早已寻找了一种方法来提升隧穿着电流，那就是常备业界所驳回的二维结构材料石墨烯。　　　　右图为石墨烯双分子层的一种布局（TFET/隧道场效应晶体管）　　尽管只是一张由碳原子构成的薄片，但它却享有一些不奇怪的电子特性。本例中，科学家们创建了一个石墨烯双分子层的模型，结果找到其电子能量范围有些怪异。

　　双层石墨烯能带的形状，很看起来墨西哥帽，而不是大多数半导体生产所运用的抛物线状。其意义是，帽子边沿的电子密度或许无穷大于无穷大（又称vanHovesingularity/范霍夫奇点）。　　　　前栅极介电层为2nm的二氧化锆，后级为10nm的二氧化硅，源/排与掌控栅极之间的阻隔分别是5nm和10nm。

　　只需在晶体管门上产生较小的电压，大量的电子就可以一次击穿隧道（电流急遽转变并突破能量势垒）。其结果和一个标准的晶体管一样，只是所需的电压要大得多。　　论文作者之一的DmitrySvintsov回应：这意味著此类晶体管在转换状态时具有较少的能量市场需求，芯片的功耗、痉挛、以及设施的风扇市场需求也随之上升，即使大幅度提高时钟频率也会导致额外的风扇开销。

　　　有效地质量值大部分在InAs　　双层石墨烯晶体管还可以跳过简单的化学掺入步骤（生产传统晶体管时必需要这么做到，以扩展半导体的能带），但需要通过电子掺入超过与传统晶体管完全相同的结果（还包括副作用）。　　研究人员特地对墨西哥帽沿说明了一番，称之为这一过程再次发生了不少最重要的事件，只是以前很难测量。然而通过更加优质的基质（打造出双层石墨烯样品的基底材料），将需要首次用实验检验范霍夫奇点。

　　　　电子密度维持在相同的41013?cm-2，名义能隙为0.3eV　　最后，该晶体管可以超过较低至150mV的操作者电压（相比之下，传统硅晶体管为500mV），双层石墨烯未来将会沦为大幅度提高计算机性能的一个有效地方法。　　Svintsov回应：功率较低，电子部件的温度也较低，这意味著我们可以让芯片运营在极高的频率不是GHz级别的提高、而是数十上百倍。　　　　80K温度下取得的实验数据，放射状图为对应的特征点　　该团队的研究论文，早已刊出在近期出版发行的《科学报告》（ScientificReport）期刊上，感兴趣的网友可砍这里查阅更加详尽的（PDF）文档。

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