近日，據英國《自然·通訊》雜誌報道，中國科學家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，未來將有望在太赫茲（THz）領域的高速器件中應用。
第一個雙極結型晶體管誕生於1947年的貝爾實驗室，距離已有70多年，而它也絕對稱得上人類發明的最具革命性的元器件之一。晶體管是由電流驅動的半導體器件，用於控制電流的流動，不僅能夠用於放大弱信號，也能用作振盪器或開關，更為集成電路、微處理器以及計算機內存的產生奠定了基礎。
在過去的幾十年間，提高晶體管的工作頻率是人們一直以來的追求，從異質結雙極型晶體管到熱電子晶體管相繼被研發，然而前者的截止頻率最終被基區渡越時間限制，後者則受限於無孔、低阻的超薄金屬基區製備難題。近年來，石墨烯作為性能優異的二維材料備受科研人員關注，石墨烯作為基區材料製備晶體管，其原子級厚度將消除基區渡越時間的限制，同時其超高的載流子遷移率也有助於實現高質量的低阻基區。
然而，目前石墨烯基區晶體管普遍採用隧穿發射結，受限於勢壘高度前景有限。據悉，探索出石墨烯基區晶體管新結構的科研人員來自中國科學院在瀋陽的一家研究中心，研究人員通過半導體薄膜和石墨烯轉移工藝，製備出以特肖基結作為發射結的垂直結構的硅-石墨烯-鍺晶體管。
新結構的晶體管，與隧穿發射結相比，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，器件的頻率由1.0MHz提升到了1.2GHz。對該器件的測驗結果也證明，其具備應用到太赫茲領域的潛力，極大提升石墨烯基區晶體管的性能，為將來研製出超高速晶體管奠定基礎。
太赫茲在長波段與毫米波相重合，在短波段與紅外光相重合，衍生技術可廣泛應用於雷達、遙感、國土安全與反恐、高保密的數據通訊與傳輸、大氣與環境監測、實時生物信息提取以及醫學診斷等領域，晶體管能否應用於太赫茲領域表明了該結構未來潛力的大小。
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