石墨烯"打底",我國科學家制備出高速晶體管

10月29日,中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心取得新的科研突破,該中心先進碳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晶體管“硅—石墨烯—鍺晶體管”,成功將石墨烯基區晶體管的延遲時間縮短了1000倍以上,並將其截止頻率由兆赫茲(MHz)提升至吉赫茲(GHz)領域,該研究成果近日在《自然·通訊》上線發表。

石墨烯

近年來,石墨烯作為性能優異的二維材料備受關注。將石墨烯作為基區材料製備晶體管,將極大提升晶體管的性能,為最終實現超高速晶體管奠定了基礎,未來將有望在太赫茲(THz)領域的高速器件中應用。

石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料(0.34nm),也是有史以來被證實的最結實的材料,強度可達130GPa,它具有極好的彈性,可被拉伸至自身尺寸的120%;電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小,在亞微米距離移動時沒有散射,具有很好的電子傳輸性質,其中電子的運動速度達到了光速的1/300,遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。

石墨烯

石墨烯具有極強的導熱性能,單層石墨烯的熱導率可達5000W/m·K,是室溫下純金剛石的3倍,金屬銅的12倍。石墨烯還具有優良的透光性能,光子透過率高97.4%,其理論比表面積高達2630m2·g-1。

在產業化方面,國家在全國各地建立了多個石墨烯產業園和石墨烯聯盟。貫穿石墨烯整個產業鏈,上游主要以原材料及設備為主;而石墨烯粉體、石墨烯纖維和石墨烯薄膜位於產業鏈的中游;下游應用廣泛。

石墨烯

石墨烯在我國的發展迅猛,離不開國家政策的引導。從2012年的新材料產業“十二五”發展規劃起,國家逐漸開始不斷通過各種利好政策,推動石墨烯的產業化進程,而最近的新材料“十三五”規劃也將石墨烯作為先導性產業。石墨烯國標的出臺,對於行業的規範有重要意義,也說明國家正在通過政策進行引導,最為一個良好的開端,可以吸引更對的專業人才進入石墨烯的研究,有利於石墨烯產業鏈的拓展。

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