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美国莱斯大学开发出一种模拟石墨烯晶体管

http://cn.newmaker.com 10/22/2010 9:27:00 AM R. Colin Johnson

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展厅 15	半导体材料展厅硅, 硒粉, 碲, 镓, ...

在所谓的“后硅时代(post-silicon era)”，采用纯碳薄片——也就是石墨烯(graphene)——所制作的晶体管，为数字电路开启了一个新典范，但是模拟电路呢？

美国莱斯大学(Rice University)的研究人员最近开发出一种模拟石墨烯晶体管，不只具备像是p或n型硅晶体管的放大功能，也发现石墨烯在一种特殊的倍频(frequency-multiplication)模式下，可具备双极(ambipolar)特性。莱斯大学的研究人员并示范了这种三模(triple-mode)的石墨烯晶体管，能如何用以打造简易的相移键控(phase-shift keying)与频移键控(frequency-shift keying)电路。

硅场效晶体管(FET)是单极(unipolar)的，因为该类组件只能使用单个电荷载体，或者是电洞(electrons of holes)——依照该组件是n或p型来决定。在另一方面，用石墨烯制作的碳双极晶体管，能同时利用电子与电洞，取决于是否施加正电压或是负电压。因此研究人员表示，能利用以上特性制作创新的、可利用上两种载体型态进行放大的模拟电路，只要透过输入高于或低于闸极偏置电压(bias voltage)的讯号。

莱斯大学的研究人员并指出，该种三模晶体管亦能用以制作更简易的电路，并能因此将一般芯片中的模拟功能区块尺寸与复杂性降低。为了证实以上概念，研究人员制作了具备共同源极(common-source)、共同汲极(common-drain)以及倍频模式的电路，包括相移键控与频移键控的调变(modulation)架构。

上述研究是由莱斯大学教授Kartik Mohanram与美国加州大学河滨分校(University of California-Riverside)教授Alexander Balandin所合作进行，参与研究的还有分属两校的博士候选人Xuebei Yang与Guanxiong Liu。该研究是由美国国家科学基金会(NSF)与美国国防部高等研究计划署(DARPA)所赞助。

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