中国成功研制高速晶体管

 据该成果论文的通讯作者、中科院金属所研究员孙东明介绍，这一研究工作提升了石墨烯基区晶体管的性能，未来将有望在太赫兹领域的高速器件中应用，为最终实现超高速晶体管奠定了基础。

(硅-石墨烯-锗晶体管相关器件示意图)

1947年，第一个双极结型晶体管诞生于美国贝尔实验室，引领人类社会进入信息技术的新篇章。在过去的几十年里，提高双极结型晶体管的工作频率，成为科学界的不懈追求，异质结双极型晶体管和热电子晶体管等高速器件相继被研究报道。然而，当需要进一步提高频率时，这些器件遭遇了瓶颈。异质结双极型晶体管的截止频率，最终被基区渡越时间所限制，而热电子晶体管的发展，则受限于无孔、低阻的超薄金属基区的制备难题。

石墨烯，这个性能优异的二维材料，近年来倍受关注。科学界提出将石墨烯作为基区材料制备晶体管，其原子级厚度将消除基区渡越时间的限制，同时其超高的载流子迁移率也有助于实现高质量的低阻基区。

“目前已报道的石墨烯基区晶体管，普遍采用隧穿发射结，然而隧穿发射结的势垒高度，严重限制了该晶体管作为高速电子器件的发展前景。”此次成果论文的第一作者、中科院金属所副研究员刘驰表示，科研人员提出了半导体薄膜和石墨烯转移工艺，首次制备出如今这一成果。

据刘驰介绍，与已报道的隧穿发射结相比，硅-石墨烯肖特基结表现出目前最大的开态电流和最小的发射结电容，从而得到最短的发射结充电时间，使器件总延迟时间缩短了1000倍以上，可将器件的截止频率由约1.0兆赫兹提升至1.2吉赫兹。