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芯片制造新材料获得最新进展，IBM声称大幅降低了石墨烯的噪声

http://cn.newmaker.com 3/11/2008 9:34:00 AM 佳工机电网

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展厅 15	半导体材料展厅硅, 硒粉, 碲, 镓, ...

据美国IBM T J Watson研究中心的研究人员称，利用一种新奇的双层架构，可以把石墨烯(graphene)晶体管中的噪声降至原来的10分之一。在晶体管线尺寸降至32纳米以下之后，对于任何材料制成的所有器件来说，噪声就变成了一个重大问题，这个问题遵守霍克(Hooge)定律。但如果能够设法摆脱霍克定律并降低噪声，就可以使尺寸更小的器件达到更高的速度，同时提高信噪比。IBM现在声称已经为石墨烯晶体管找到了这种方法。

“我们发现的是1加1大于2，换句话说，如果只使用一个石墨烯层，根据以前我们研究过的材料，噪声波动情况非常清楚。也就是说，一般而言，在缩小器件尺寸的时候，噪声必然随之上升，与材料无关，”IBM研究人员Yu-Ming Lin表示，“但我们关于石墨烯的新发现是，当我们再增加一层石墨烯的时候，噪声却降至十分之一。”

石墨烯实际上是辗成薄片的单壁碳纳米管，当制成和原子一样薄的单层纯碳原子蜂房网格结构时，它的电子迁移率高于硅。通过利用石墨烯加工成晶体管，IBM和其它厂商希望抢先推出性能超越目前利用硅制造的CMOS的下一代半导体。

石墨烯比碳纳米管有优势，因为它可以利用光刻技术制造，不是先造出纳米管再放置在基底上面。但不幸的是，当把石墨烯晶体管通道缩小成宽度不到32纳米的纳米带(nanoribbon)时，其信噪比会降到无法接受的水平。但通过制成双层结构，IBM声称已经解决了这个噪声问题。

“石墨层(Graphene Sheet)自然变成许多片，而且各片之间具有间距非常非常小的自然间隔，”IBM研究人员Phaedon Avouris表示，“我们相信，通过利用双层沉积工艺，我们能够解决石墨烯晶体管所一直面临的噪声问题。”

下一步，IBM计划完全搞清楚其双层架构的噪声消除效应，同时在尺度小于32纳米时同样面临噪声问题的其它材料中试验这一结构。

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