loadingIBM研发出新石墨烯晶体管
时间：2011-04-13 09:06 来源：科技日报
他们研发出了新的石墨烯晶体管，其截止频率为 155GHz（吉赫），比去年2月
推出的100GHz石墨烯晶体管的速度增加了 50%而且块头更小。
“石墨烯”薄片示意图
据美国物理学家组织网4月11日报道，IBM公司的科学家林育明（音译） 等人在4月8日出版的《自然》杂志撰文指出，他们研发出了新的石墨烯晶体管， 其截止频率为155GHz（吉赫），比去年2月推出的100GHz石墨烯晶体管的速度 增加了 50%而且块头更小。
石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层片状结构， 可由石墨剥离而成。石墨烯 不仅是已知材料中最薄的一种， 还非常牢固坚硬。作为单质，它在室温下传递电 子的速度比已知导体都快，因此，它有望替代硅作为顶级电子材料来制备速度更 快的晶体管。
以前，科学家通过将石墨烯薄层置于一个绝缘衬底（诸如二氧化硅）的上方 来制造石墨烯设备，然而，这种衬底会削弱石墨烯的电学性能。现在， IBM公司 的科学家找到了办法，将衬底对石墨烯电学性能的影响减至最低。
科学家将一个“类金刚石碳”放置在一个硅晶圆衬底上， 制备出了新的石墨 烯晶体管。 这种“类金刚石碳”是无极性介质， 也不会像二氧化硅那样捕获或驱 散电荷， 因此，新石墨烯晶体管在温度发生改变时 （包括像太空中那样的极低温 度下），显示出了卓越的稳定性。
IBM表示，这种新的高频石墨烯晶体管将在手机、互联网或雷达等通讯设备 领域大展拳脚。而且，现有的制备标准硅设备的技术也可以用于制造新的晶体管， 这意味着新石墨烯晶体管可以随时进行商业化生产。
该晶体管的研制是IBM承接的美国国防部高级研究计划局的一项任务的一 部分，美国军方希望该研究能有助于他们研发出高性能的无线调频晶体管。 （刘 霞）
硅纳米晶体管展现出强量子限制效应
时间: 2011-03-25 09:10 来源: 科技日报 有望在单分子生物感测、集成电路缩微等领域发挥重
要作用
据美国物理学家组织网 3月 21日报道，美国得克萨斯大学的一个研究小组 用非常细的纳米线制造出一种晶体管， 表现出明显的量子限制效应， 纳米线的直 径越小， 电流越强。 该技术有望在生物感测、 集成电路缩微制造方面发挥重要作 用。相关研究发表在最近出版的《纳米快报》上。
实验中，他们用平版印刷技术制造了一种直径仅有 3纳米到 5 纳米的硅纳米 线。由于直径非常小，表现出明显的量子限制效应，纳米线的块值（bulk values） 性质发生了变化。 尤其是用极细纳米线制造的晶体管， 在空穴迁移率、 驱动电流 和电流强度等方面属性明显增强， 大大提高了晶体管的工作效率， 其性能甚至超 过最近报道的用半导体掺杂技术改良的硅纳米线晶体管。
得克萨斯大学研究人员沃尔特?胡介绍说， 我们已经证明，载荷子迁移率会 随着硅隧道的量子限制程度增加而不断提高， 这在理论上为 3 纳米直径纳米线的 受激高速空穴流动提供了实验证据。
这好像是违反直觉的，一根更细的纳米线能产生比更粗的线更高的流动性。 但研究人员解释说， 在块状硅中， 形成电流的空穴能量分布很宽， 量子限制效应 限制了空穴，形成了更加一致的能量排列，从而提高了导线中的载荷子迁移率。 在细纳米线中， 由于空穴能量分布更窄， 反而提高了流动性和电流强度。 当与构 造类似的纳米带 （只在厚度维度进行限制） 相比时， 细纳米线也显出隧道的量子
限制程度提高，能产生更高的载荷子迁移率。
纳米线晶体管技术主要用于制造廉价且超灵敏的生物传感器， 其灵敏度将随 纳米线直径的减小而增加。 “我们计划用这种型号的微细纳米线晶体管来开发蛋 白质生物感测
器。”沃尔特?胡说，小直径纳米线依靠本身优势，可在生物感测 方面发挥重要作用， 有望
开发出最终达到一个单分子的灵敏感测仪器， 而且信噪 比更好。
除了生物感测器，新型高性能晶体管还在互补金属氧化物半导体缩微技术
（CMO,S—种集成电路材料微型化）上有极大潜力，目前该领域的发展已经接近 极限，变得越来越难。沃尔特?胡认为，硅材料在纳米电子设备领域仍具有很多 潜能。硅纳米线晶体管的性能随着直径减小而增强， 将细微纳米线晶体管排成阵 列，无需新的工艺技术就能制造出高性能产品。新型纳米线晶体管在把 CMO缩 小到纳米级别时甚至能简化目前的工序，并不需要用高掺杂的补充质结作为源 漏。（常丽君）
塑料基底晶体管在美研制成功
时间: 2011-01-30 10:18 来源: 科技日报 研究人员最近开发出一种双层界面新型晶体管， 性
能极为稳定， 还能在可控的环 境中，以低于 150 摄氏度的条件在塑料基底上大量生产， 因此可用于柔韧可弯曲 的塑料电子设备。
晶体管制造一般是用玻璃作基底材料，这有利于在多变的环境下保持稳定， 从而保证用电设备所需的电流。据美国物理学家组织网 1月 27日报道，美国佐 治亚理工 大学研究人员最近开发出一种双层界面新型晶体管，性能极为稳定， 还能在可控的环境中， 以低于 150 摄氏度的条件在塑料基底上大量生产， 因此可 用于柔韧可弯 曲的塑料电子设备。研究论文发表在近期的《先进材料》杂志网 站上。
由于晶体管的性能不仅取决于半导体本身， 还取决于半导体和电介质栅门之 间的界面， 所以研究小组对一种现有半导体的电介质栅门进行了改良， 将顶栅有 机场效应晶体管与双分子层栅绝缘体结合在一起， 改良后的晶体管在测试中表现 出了极为稳定的性能和优良的导电性。
佐治亚理工大学有机光子学与电子学中心主管、 电学与计算机工程学院教授 伯纳德?凯普林表示，过去的晶体管使用的是单一电介质材料， 而改良后的晶体 管中电介质栅是一种双层分子材料。
电介质栅的双分子层由一种名为 CYT 0的氟化聚合物构成，再通过原子层沉 积制造出高介电常数的氧化金属层。 研究人员解释说， 在有机半导体 中， CYTOP 介电常数非常低，需要提高驱动电压。而高介电常数氧化金属虽然需要电压较低， 但用作界面时其很多缺点使得晶体管性能不稳定。两种物质单独使 用时各有利 弊，但把两种物质结合作为双分子层使用，两者的缺点就会因互补而得以克服。
研究人员对电池双分子层进行了多种检测， 包括接通了晶体管 2 万次，施加 持续生