中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部科研人員，首次製備出以肖特基結作為發射結的垂直結構電晶體「矽-石墨烯-鍺電晶體」，成功將石墨烯基區電晶體的延遲時間縮短了1000倍以上，並將截止頻率由兆赫茲提升至吉赫茲領域。相關成果已於近日線上發表於國際學術期刊《自然．通訊》。
成果論文的通訊作者、中科院金屬所研究員孫東明表示，這一研究工作提升了石墨烯基區電晶體的性能，未來將有望在太赫茲領域的高速器件中應用，為最終實現超高速電晶體奠定了基礎。
石墨烯，這個性能優異的二維材料，近年來備受矚目。科學界提出將石墨烯作為基區材料製備電晶體，其原子級厚度將消除基區渡越時間的限制，同時超高的載流子遷移率也有助於實現高品質的低阻基區。
「目前已報導的石墨烯基區電晶體，普遍採用隧穿發射結，然而隧穿發射結的勢壘高度，嚴重限制了該電晶體作為高速電子器件的發展前景。」此次成果論文的第一作者、中科院金屬所副研究員劉馳表示，科研人員提出了半導體薄膜和石墨烯轉移工藝，首次製備出如今這一成果。
劉馳表示，與已報導的隧穿發射結相比，矽-石墨烯肖特基結表現出目前最大的開態電流和最小的發射結電容，從而得到最短的發射結充電時間，使器件總延遲時間縮短了1000倍以上，對於未來的電晶體研製具有十分重要的意義。
（記者／李鋅銅）