原创 IBM公司研制出石墨烯晶体管全球最快-比硅快十倍以上

 2010-3-12 11:53  2018 8 8 分类: FPGA/CPLD

IBM公司研制出石墨烯晶体管全球最快-比硅快十倍以上

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美国的硅谷可能要更名换姓了，因为IBM已硏制出以石墨烯为原材料的晶体管，可取代以硅为原材料的晶体管。该晶体管的原型由一片厚度仅为一个原子的碳薄片制成，它的开启和闭合可达到每秒一千亿次。100GHz的射频速度比任何最快的硅晶体管还要快十倍。

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g6Z&P]XVr0 IBM硏究中心声称这是目前世界上速度最快的石墨烯场效应晶体管，目前运行频率达到26GHz。IBM位于纽约州的硏究中心的硏究人员预测随着碳的电子迁移率加快，该材料将超越硅的极限，达到100GHz以上，进入太赫兹频率范围。

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Z!V2I)V:^ZNF0 石墨烯的组成与由碳原子构成的鸡肉丝网状的“蜂窝”晶格的碳纳米管类似。但碳纳米管将蜂窝晶格弯曲成纳米管形状则难以仿制，石墨烯晶体管是将碳原子沉积成薄膜，并由传统的微影工具绘制出来。制造该晶体管与现有的半导体制造可以兼容，因此专家们预测，在未来数年中，随着产量的增加，可将该晶体管用于高性能的图像设备、雷达和通讯器材中。但制成基于石墨烯的计算机中央处理器可能还需要至少10年以上的时间。

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石墨烯是一种最有可能成为取代硅来制造计算机中央处理器的原材料，因为电子穿过石墨烯非常快。但硏究人员仍需通过长时间的硏究找到更为成熟的石墨烯晶体管的制造方法，例如从石墨上剥落石墨烯薄片。中国微电子网-集成电路设计,集成电路工艺,集成电路版图,半导体技术,半导体器件,芯片封装与测试i:]7ex6v$?&@

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相比之下，IBM将石墨烯晶体管植入硅－碳晶圆上，然后涂上绝缘层以防止晶体管短路。这项工作获得美国国防部高级硏究计划局赞助，五角大楼旨在将各种科技应用于武器当中。美国国防部高级硏究计划署(DARPA)透过碳电子射频应用(CERA)项目赞助了该项硏究的一部分。DARPA旨在发展毫米波通信技术，最终目标是通过使用8英寸以上晶圆制成的石墨薄膜晶体管，实现工作在100GHz以上频率的W波段低噪音放大器。

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IBM硏究中心院士及纳米科学与技术部的经理Phaedon Avouris表示：“我们目前为止测量到的最快石墨烯晶体管其运行频率在栅极长度达到150纳米的时候可以达到空前的26GHz。因为峰値频率随着栅极长度的减小而增加，我们相信通过进一步减小栅极长度到50纳米以内，石墨烯晶体管的频率有望突破太赫兹。”

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