雙層石墨片可製作穿隧式場效電晶體
- 上線日期：2009/7/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
根據義大利科學家的計算，雙層石墨片(bilayer graphene)可以用來製作積體電路中的穿遂式場效電晶體(tunneling field-effect transistor, TFET)。由於該元件在低電壓下仍具有高開關電流比(on-off current ratio)，此元件具有容易開關的特性。
自從2004年被發現後，石墨薄便展露在快速及超低耗電元件製作上的發展潛能，這點得歸功於電子在此材料中以極快的速度傳輸。石墨片被看好在未來電子元件上會取代矽，然而在其元件量產問世之前，有許多重大的挑戰仍待解決。
主要問題之一是石墨薄片為零能隙半導體，無法應用於數位電子領域。若要產生1 eV寬的能隙，需在原子級準確度下將石墨片製作成寬度小於2 nm的石墨片帶(graphene ribbon)，以目前的技術這是辦不到的。
雙層石墨片提供了另一種選擇。雙層石墨片可藉由外加垂直電場來調整能隙大小，但產生的能隙只有數百毫電子伏特，能帶間的穿遂電流過大，導致電晶體無法正常關閉，因此無法應用在傳統場效電晶體上。
比薩大學的Gianluca Fiori和Giuseppe Iannaccone透過數值模擬發現，過大的穿遂電流反而有利於穿遂式場效電晶體(TEFT)的製作。由於次臨界擺幅(20 mV/decade)極低，僅需100 mV的電壓就能產生近104的大開關電流比值。Fiori和Iannaccone表示，耗電量會限制下一代元件規模的大小，而雙層石墨片具有應用於超低耗電元件上的潛力。此外，利用先進的微影技術，就能輕易將石墨片長在介電層上。
Fiori和Iannaccone表示他們的研究是建立在理想的結構上，並未考慮雜質、缺陷及電子-聲子交互作用。他們計畫研究更真實的結構，並尋求與實驗團隊的合作。詳見arxiv.org/abs/0906.1254。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tch/39595
譯者:劉家銘(成功大學物理系)
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