發(fā)現(xiàn)一種新型二維晶體管

布法羅大學(xué)的研究人員正在報告一種由石墨烯和復(fù)合二硫化鉬制成的新型二維晶體管，這將有助于開創(chuàng)計(jì)算的新時代。正如在下周即將舉行的2020 IEEE國-際電子設(shè)備會議上接受的論文中所描述的那樣，晶體管需要的電流是目前半導(dǎo)體的一半。它的電流密度也大于正在開發(fā)的類似晶體管。

這種以更低的電壓工作和處理更多電流的能力是滿足對新型耗電納米電子設(shè)備(包括量子計(jì)算機(jī))的需求的關(guān)鍵。

該論文的主要作者，李華民博士說：“需要新技術(shù)來在功率，速度和密度方面擴(kuò)展電子系統(tǒng)的性能。這種下一代晶體管可以在消耗少量能量的同時快速切換。" ，是UB工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)的電機(jī)工程助理教授。

該晶體管由單層石墨烯和單層二硫化鉬或MoS2組成，MoS2是稱為過渡金屬硫族化物的一組化合物的一部分。石墨烯和MoS2堆疊在一起，器件的總厚度約為1納米-相比之下，一張紙約為100,000納米。

盡管大多數(shù)晶體管在十年的電流變化中需要60毫伏，但這種新器件的工作電壓為29毫伏。

李說，晶體管的一個更重要的特征是，與基于2-D或3-D溝道材料的傳統(tǒng)晶體管技術(shù)相比，它能夠處理更大的電流密度。如研究中所述，該晶體管每微米可以處理4微安。

共同主要作者費(fèi)瑤說：“晶體管展示了巨大的潛在二維半導(dǎo)體及其引入節(jié)能納米電子器件的能力。這終可能導(dǎo)致量子研究和開發(fā)的進(jìn)步，并有助于擴(kuò)展摩爾定律。" SEAS和UB科學(xué)學(xué)院聯(lián)合計(jì)劃材料設(shè)計(jì)與創(chuàng)新系助理教授。

之所以能夠做到這一點(diǎn)，是因?yàn)槭┑?物理特性使電子在從石墨烯注入MoS2通道時保持“冷態(tài)" 。此過程稱為狄拉克源注入。電子被認(rèn)為是“冷的"，因?yàn)樗鼈冃枰碾妷狠斎肷俚枚?，因此降低了晶體管的功耗。