【據(jù)新華社沈陽(yáng)8月15日電】近日，由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所劉馳、孫東明研究員和成會(huì)明院士主導(dǎo)，與任文才團(tuán)隊(duì)和北京大學(xué)張立寧團(tuán)隊(duì)合作使用石墨烯等低維材料，構(gòu)建了一種既可以降低功耗、又具有“負(fù)電阻”等功能的熱發(fā)射極晶體管，有望用于設(shè)計(jì)集成度更高、功能更豐富的集成電路。相關(guān)成果以“一種基于載流子可控受激發(fā)射的熱發(fā)射極晶體管”為題，15日發(fā)表于《自然》期刊上。

近年來(lái)，隨著晶體管尺寸不斷縮小，其進(jìn)一步發(fā)展在速度和功耗等方面面臨著眾多挑戰(zhàn)，尋找具有新工作原理的晶體管已經(jīng)成為制備高性能集成電路的關(guān)鍵。正如水龍頭可以控制水管中的水流，晶體管可以控制電路中由電子或空穴等“載流子”形成的電流。一般情況下，載流子與周?chē)h(huán)境處于熱平衡狀態(tài)，即“穩(wěn)態(tài)”；然而通過(guò)給載流子加速等辦法，可以使其能量升高，變?yōu)椤盁彷d流子”，使用這種高能載流子可以提升晶體管的工作速度和功能，有望突破其發(fā)展所面臨的限制。然而，采用現(xiàn)有方法生成的熱載流子濃度和電流密度不足，未能展示出熱載流子晶體管的真正性能。

據(jù)了解，這項(xiàng)工作開(kāi)辟了原創(chuàng)性的晶體管研究領(lǐng)域，為熱載流子晶體管家族引入了新成員，展現(xiàn)了熱載流子晶體管作為低功耗、多功能器件在未來(lái)高性能集成電路領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景。

記者 王 瑩

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