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二维石墨烯场效应晶体管让电子设备有新突破

2018-11-24 15:10:35 16elite 7

      美国研究人员于近日宣布,他们成功制备出一种碳纳米晶体管,其性能首次超越现有硅晶体管,有望为碳纳米晶体管将来取代硅晶体管铺平道路。硅是目前主流半导体材料,广泛应用于各种电子元件。但受限于硅的自身性质,传统半导体技术被认为已经趋近极限。碳纳米管具有硅的半导体性质,科学界希望利用它来制造速度更快、能耗更低的下一代电子元件,使智能手机和笔记本电脑等设备的电池寿命更长、无线通信速率和计算速度更快。但长期以来,碳纳米管用作晶体管面临一系列挑战,其性能一直落后于硅晶体管和砷化镓晶体管。美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在美国《科学进展》杂志上介绍了他们克服的多重困难。
  柔性电子设备是指在一定形变(弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸)条件下仍可工作的电子设备,被认为是“未来电子设备的发展潮流”,如可穿戴传感器、可植入医疗器械、可弯曲手环、可折叠手机等,有望使人类的生产生活方式发生颠覆性改变。柔性电子设备之所以能够柔软弯曲,其奥秘在于使用了轻薄柔韧的有机电子元器件进行制造。

  众所周知,晶体管是电子元器件重要组成部分,而有机晶体管则是构成柔性电子器件最重要的基本原件。目前世界主流有机晶体管材料普遍存在结构缺陷多、稳定性差等问题,制约了柔性电子设备的进一步发展。如何制备出低缺陷、高稳定性的有机晶体管材料也成为了全球科学家亟待攻克的难题。

  中科大与复旦共同进行的二维石墨烯场效应晶体管研究取得突破,首次成功制备出只有几个纳米厚度的二维黑磷场效应晶体管。这对于未来制造运算能力更高、体积更小、耗能更低的计算机具有极大价值。这是国际纳米技术领域继石墨烯之后又一重要进展。据报道,2017年中国建成世界上第一条石墨烯生产线,在纳米材料领域占据了领先位置。

  中国科学技术大学教授陈仙辉课题组在二维类石墨烯场效应晶体管研究中取得进展。研究组与复旦大学教授张远波、封东来和吴骅课题组通力合作,成功制备出具有几个纳米厚度的二维黑磷场效应晶体管。该研究成果于3月2日在线发表在《自然・纳米科技》杂志上。

测厚仪标准片

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