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      鄭州華晶金剛石股份有限公司

      石墨烯納米晶體管研制取得進展

      關(guān)鍵詞 石墨烯 , 納米晶體管|2018-01-17 11:00:16|來源 科技部
      摘要 據(jù)瑞士聯(lián)邦材料研究所(EMPA)消息,該所與德國馬普學(xué)會高分子研究所、美國加州大學(xué)伯克利分校合作開展的納米晶體管研制取得重要進展,使用石墨烯納米帶制成的核心結(jié)構(gòu)大幅度提升了納米晶體...

            據(jù)瑞士聯(lián)邦材料研究所(EMPA)消息,該所與德國馬普學(xué)會高分子研究所、美國加州大學(xué)伯克利分校合作開展的納米晶體管研制取得重要進展,使用石墨烯納米帶制成的核心結(jié)構(gòu)大幅度提升了納米晶體管的性能和成品率,為納米半導(dǎo)體器件進入實用階段創(chuàng)造了條件。

            石墨烯材料制成的石墨烯納米帶可展示優(yōu)良的半導(dǎo)體性能,但其半導(dǎo)體特性與石墨烯納米帶邊緣的碳原子排列密切相關(guān),如邊緣的碳原子呈鋸齒狀狀排列,顯示出的是金屬導(dǎo)體的性能,如呈有規(guī)則的“扶手椅”狀排列,則顯示出半導(dǎo)體性能,因此對其制備技術(shù)的要求非常嚴格。

            據(jù)介紹,科研團隊開發(fā)出一種新的方法,通過將預(yù)先制備的碳分子材料在高真空環(huán)境中氣化,如拼圖一般逐步沉積在黃金材料的基底上,形成寬度為1納米、長度為50納米的石墨烯納米帶。這種石墨烯納米結(jié)構(gòu)只能通過隧道掃描顯微鏡進行觀察,它具有精確有序的原子排列結(jié)構(gòu),寬度為9個碳原子,邊緣的碳原子呈整齊的“扶手椅”排列,因此具有足夠大而且非常精確的能量禁帶,展現(xiàn)優(yōu)良的半導(dǎo)體性能,在導(dǎo)通狀態(tài)和截止狀態(tài)通過的電流強度差別足夠大。
            科研人員將獲得的石墨烯納米帶結(jié)構(gòu)植入納米晶體管,并用氧化鉿材料替代氧化硅材料作為介電層,使納米晶體管內(nèi)部介電層厚度從50納米降低至1.5納米,使納米晶體管在導(dǎo)通狀態(tài)的導(dǎo)電性得到數(shù)量級的增長。同時石墨烯納米帶結(jié)構(gòu)作為納米晶體管的核心在晶體管內(nèi)部的排列上也有創(chuàng)新,不再是在晶體管基板上沿橫豎方向布置,而是精確地沿晶體管的溝道排列,大大增加了納米晶體管的成品率。

       

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