重要突破！我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了新型“熱發(fā)射極”晶體管
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】近日，我國(guó)科學(xué)家在晶體管研究領(lǐng)域取得了重要突破，發(fā)明了新型“熱發(fā)射極”晶體管。這一成果不僅為晶體管家族增添了新成員，還開辟了晶體管器件研究的新領(lǐng)域，有望在未來低功耗、多功能集成電路中廣泛應(yīng)用。
國(guó)科學(xué)院金屬研究所科研團(tuán)隊(duì)通過使用石墨烯等材料發(fā)明了一種“受激發(fā)射”新型熱載流子生成機(jī)制。數(shù)據(jù)顯示，這種機(jī)制能夠有效操控高能的熱載流子，并提高其濃度，從而進(jìn)一步提升晶體管的速度，完善晶體管的功能。
新型“熱發(fā)射極”晶體管具有降低功耗和“負(fù)電阻”功能。這意味著在相同的電流輸出下，該晶體管的功耗更低；同時(shí)，其負(fù)電阻特性也為電路設(shè)計(jì)提供了更多的可能性。該晶體管有望用于設(shè)計(jì)集成度更高、功能更豐富的集成電路。這對(duì)于推動(dòng)電子信息技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
該晶體管由兩個(gè)耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結(jié)組成。載流子由石墨烯基極注入后擴(kuò)散到發(fā)射極，并激發(fā)出受電場(chǎng)加熱的載流子，從而導(dǎo)致電流急劇增加。這一特性使得該晶體管在多值邏輯計(jì)算等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。
該晶體管由石墨烯和鍺等混合維度材料構(gòu)成，這種材料組合充分利用了石墨烯的優(yōu)異電學(xué)與光電性能以及鍺的半導(dǎo)體特性。石墨烯的原子級(jí)厚度和無表面懸鍵等特性使其易于與其他材料形成異質(zhì)結(jié)，從而產(chǎn)生豐富的能帶組合，為熱載流子晶體管的發(fā)展提供了新思路。晶體管由兩個(gè)耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結(jié)組成，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得載流子能夠高效地從石墨烯基極注入并擴(kuò)散到發(fā)射極，同時(shí)激發(fā)出受電場(chǎng)加熱的載流子，從而實(shí)現(xiàn)電流的急劇增加。
隨著研究的深入和技術(shù)的不斷成熟，新型“熱發(fā)射極”晶體管有望為電子信息技術(shù)的發(fā)展帶來更多的驚喜和突破。該晶體管有望在未來低功耗、多功能集成電路中得到廣泛應(yīng)用。其低功耗特性有助于延長(zhǎng)電子設(shè)備的續(xù)航時(shí)間，而多值邏輯計(jì)算能力則有望提升電子設(shè)備的處理速度和存儲(chǔ)密度。
隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，這類晶體管有望成為構(gòu)建下一代高性能、低功耗電子系統(tǒng)的基石，對(duì)整個(gè)電子科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。同時(shí)，它們還可能在未來的量子計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。
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