基于肖特基接触的碳纳米管场效应晶体管

由于具有独特的一维纳米结构、稳定的化学特性和优异的电学性能,单壁碳纳米管被认为是制作高性能电子器件以及下一代纳米电路的理想材料,作为新型基础电子元件的一种,碳纳米管场效应晶体管一直是研究的热点。研究了一种基于非对称肖特基接触的碳纳米管场效应晶体管,金属钯与金属铝分别作为电极材料制作出的碳纳米管场效应晶体管分别表现出p型和n型的导通特性,当这两种金属分别作为源、漏电极制作在单根半导体性单壁碳纳米管的两端时,便构成了非对称肖特基接触结构碳纳米管场效应晶体管。器件表现出了优良的整流特性,整流比达到103,在栅压的调控下,正向电流的开关比接近103。     

基于碳纳米管的电子器件

碳纳米管有着众多独特的性质 ,尤其是它的电学性质。近几年来 ,碳纳米管的研究已展示出了在纳米电子器件上的应用前景 ,即通过构建尺寸只有几十纳米甚至更小的基于碳纳米管的电子器件和连线 ,实现速度远快于而功耗远小于目前集成电路的碳纳米管集成电路。文中在讨论碳纳米管电学性质的基础上 ,主要介绍基于碳纳米管的结、场效应晶体管和单电子晶体管等最新研究和进展     

碳纳米管晶体管

随着传统的硅材料加工技术发展到极限,寻找替代硅的材料已迫在眉睫。碳纳米管因其优良的性能将成为替代硅的理想材料。本文介绍了以碳纳米管为基础的场效应晶体管的工作原理以及独特性能。与传统的金属-氧化物-半导体(MOS)场效应晶体管相比,由于碳纳米管具有单分子、准一维、高电流密度等优良特性,所以碳纳米管晶体管将很容易突破传统硅场效应晶体管的物理极限,并且在继续减小器件尺寸、解决耗能和散热问题方面具有优势。     

碳纳米管计算机研制新进展

正2013年9月25日,美国斯坦福大学宣布,该校研制出世界首台完全基于碳纳米管场效应晶体管的计算机原型。该计算机采用最小光刻尺寸为1微米的实验室工艺制造。每台计算机所占面积仅6.5平方毫米,由178个碳纳米管场效应晶体管构成,其中每个晶体管含有10~200个碳纳米管,全部在单片晶片上的单个管芯中实现。这样大小的计算机,每个管芯可以容纳5台,而每片晶片可以制造197个这样的管芯。     

美单壁碳纳米管传感器研究取得关键性进展

摩托罗拉实验室和亚利桑那州立大学日前宣布,他们在使用单壁碳纳米管场效应晶体管来感应生物和化学毒剂的研究中取得了关键进展。该研究小组发明了一种利用SWNT(单壁碳纳米管)和缩氨酸来制成低功率SWNT-FET(单壁碳纳米管场效应晶体管)的方法,SWNT-FET具有高灵敏度,并能够选择性     

具有石墨烯辅助导电层的碳纳米管射频场效应晶体管

采用纯度高于99%的半导体型单壁碳纳米管分散液制备碳纳米管无序网络作为射频场效应晶体管的有源沟道材料,使用单层石墨烯作为器件源漏的辅助接触电极,研制出T型栅结构的碳纳米管射频场效应晶体管。采用石墨烯加强晶体管器件的欧姆接触,降低器件的寄生电阻和寄生电容,提高器件的高频性能。实验制备的碳纳米管射频晶体管沟道长度为90nm左右,电流增益截止频率f_T达到13.5GHz,最大振荡频率f_(max)达到10.5GHz,体现了碳纳米管在射频器件应用领域的技术潜力。     

无结场效应管——新兴的后CMOS器件研究进展

迄今为止,现有的晶体管都是基于PN结或肖特基势垒结而构建的。在未来的几年里,CMOS制造技术的进步将导致器件的沟道长度小于10nm。在这么短的距离内,为使器件能够工作,将不得不采用非常高的掺杂浓度梯度。进入纳米领域,常规CMOS器件所面临的许多问题都与PN结相关,传统的按比例缩小将不再足以继续通过制造更小的晶体管而获得器件性能的提高。半导体工业界正在努力从器件几何形状,结构以及材料方面寻求新的解决方案。文中研究了无结场效应器件制备工艺技术及其进展,这些器件包括半导体无结场效应晶体管、量子阱场效应晶体管、碳纳米管场效应晶体管、石墨烯场效应晶体管、硅烯场效应晶体管、二维半导体材料沟道场效应晶体管和真空沟道场效应管等。这些器件有可能成为适用于10nm及以下技术节点乃至按比例缩小的终极器件。     

基于SOI的双极场效应晶体管

在分析了双极型晶体管和场效应晶体管各自的特点和不足后，介绍了一种既具有双极型晶体管较大电流容量和功率输出，又具有场效应晶体管高输入阻抗的电子器件——双极MOS场效应晶体管(BJMOSFET)，同时指出体硅BJMOSFET的阳极扩散区与衬底之间存在较大的漏电流，可产生较大的寄生效应。提出了一种新型固体电子器件——基于SOI的BJMOSFET，分析了其工作原理j与体硅BJMOSFET比较，由于SOI技术完整的介质隔离避免了体硅器件中存在的大部分寄生效应，使基于SOI的BJMOSFET在体效应、热载流子效应、寄生电容、短沟道效应和闩锁效应等方面具有更优良的特性。     

基于Pd/SWNT/Al结构的场效应晶体管的研究

碳纳米管因具有良好的物理机械性能而得到广泛的研究,其最重要的应用之一是构建场效应晶体管(FET).文章提出并研究了一种非对称接触的单壁碳纳米管场效应晶体管(SWNT-FET),并对其电学特性进行了表征.在该器件中,SWNT被作为FET的沟道,两种不同功函数的金属被用来与SWNT形成肖特基接触;SWNT一端与低功函数金属Al形成源极,另一端与高功函数金属Pd形成漏极.该类器件可应用于下一代纳米集成电路中.     

全球首款全碳纳米管计算机

正2013年9月25日,美国斯坦福大学的研究人员在《自然》杂志发表论文[1],宣布其在下一代电子器件领域取得突破性进展,研制出了世界首款完全基于碳纳米管场效应晶体管的计算机原型。论文指出,这一成就具有两项关键贡献:首先,实现了碳纳米管电路的制造工艺。其次,验证了碳纳米管计算机的可行性。碳纳米管晶体管自被发明以来,一直存在两个阻碍其规模化应用的难题,其一,碳纳米管很难被排