广告

性能远超硅基半导体,石墨烯半导体或将改变电子领域

2024-01-04 16:21:28 综合报道 阅读:
日前,美国佐治亚理工学院和天津大学组成的研究团队成功创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体,这是一种与传统微电子加工方法兼容的石墨烯半导体,它的诞生为突破传统硅基半导体的性能极限打开了新的大门···

石墨烯自诞生以来,凭借优良的导热、导电等性能在各个领域的应用中大放异彩,正因如此业界一直在尝试使用石墨烯来制造碳基半导体,从而打破传统硅基半导体的瓶颈,但由于石墨烯价带和导带直接接触禁带宽度为零,难以满足半导体器件的要求,石墨烯半导体器件迟迟没有诞生。B3iednc

而就在日前,美国佐治亚理工学院和天津大学组成的研究团队成功创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体,这是一种与传统微电子加工方法兼容的石墨烯半导体,它的诞生为突破传统硅基半导体的性能极限打开了新的大门。B3iednc

B3iednc

在自然形式下,石墨烯既不是半导体也不是金属,而是半金属,石墨烯电子器件的研究中长期存在的最大问题就是石墨烯没有合适的禁带,无法在电场下以正确的比率打开和关闭。而当使用特殊熔炉在碳化硅晶圆上生长石墨烯时,该研究团队取得了突破,他们生产出了外延石墨烯,一种在碳化硅晶面上生长的单层。研究发现,当制造得当时,外延石墨烯会与碳化硅发生化学键合,并开始表现出半导体特性。B3iednc

B3iednc

要制造功能性晶体管,必须对半导体材料进行大量操作,这可能会损害其性能。为了证明他们的平台可以作为可行的半导体发挥作用,该团队需要在不损坏它的情况下测量其电子特性。为了在不损害材料及其性能的基础上测试材料的特性,研究团队对材料进行了掺杂,经测量该材料的禁带宽度仅有0.6eV,室温电子迁移率高达5000cm2V-1s-1,是硅的10倍。简单来说,在这种材料中电子移动的阻力非常小,在相同条件下可以实现比硅基半导体更快的计算,并且发热量更小,效率更高。B3iednc

据悉,该团队的产品是目前唯一具有用于纳米电子学的所有必要特性的二维半导体,其电学特性远远优于目前正在开发的所有其他二维半导体,除此以外该材料还允许利用电子的量子力学波特性,可以满足量子计算的要求,因此该材料的诞生也许会引起电子领域翻天覆地的变化。B3iednc

责编:Ricardo
  • 赞一个
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了