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功耗降低、性能提升!我国科学家发明新型“热发射极”晶体管

来源:时间:2025-04-21 08:18:10

快科技8月15日消息,热发射极大家都知道,功耗国科管晶體管是降低晶体集成電路的基本單元,是性能学家新型如今時代不可或缺的元件之一。

晶體管能夠調控由電子或空穴等載流子形成電流的提升大小,通常載流子與周圍環境處於熱平衡狀態,发明稱為“穩態”;但通過電場加速等方法,热发射极可以提升載流子的功耗国科管能量,使其成為“熱載流子”。降低晶体

如果能夠有效操控這種高能的性能学家新型熱載流子,並提高其濃度,提升將有望進一步提升晶體管的发明速度和功能。

近日,热发射极中國科學院金屬研究所通過使用石墨烯等材料,功耗国科管發明了一種“受激發射”新型熱載流子生成機製,降低晶体並構建了“熱發射極”晶體管,得到了一種既可以降低功耗又具有“負電阻”功能的晶體管,有望用於設計集成度更高、功能更豐富的集成電路。

據了解,此次研究成果新型晶體管由兩個耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結組成。

載流子由石墨烯基極注入,隨後擴散到發射極,並激發出受電場加熱的載流子,從而導致電流急劇增加。

這一設計實現了低於1 mV/dec的亞閾值擺幅,突破了傳統晶體管的玻爾茲曼極限(60 mV/dec)。

此外,該晶體管在室溫下還表現出峰穀電流比超過100的負微分電阻,展示出其在多值邏輯計算中的應用潛力。

該工作開辟了晶體管器件研究的新領域,為熱載流子晶體管家族增添了新成員,並有望推動其在未來低功耗、多功能集成電路中廣泛應用。

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