發(fā)現(xiàn)一種新型二維晶體管

布法羅大學(xué)的研究人員正在報(bào)告一種由石墨烯和復(fù)合二硫化鉬制成的新型二維晶體管，這將有助于開創(chuàng)計(jì)算的新時(shí)代。正如在下周即將舉行的2020 IEEE國(guó)-際電子設(shè)備會(huì)議上接受的論文中所描述的那樣，晶體管需要的電流是目前半導(dǎo)體的一半。它的電流密度也大于正在開發(fā)的類似晶體管。

這種以更低的電壓工作和處理更多電流的能力是滿足對(duì)新型耗電納米電子設(shè)備(包括量子計(jì)算機(jī))的需求的關(guān)鍵。

該論文的主要作者，李華民博士說：“需要新技術(shù)來在功率，速度和密度方面擴(kuò)展電子系統(tǒng)的性能。這種下一代晶體管可以在消耗少量能量的同時(shí)快速切換。" ，是UB工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)的電機(jī)工程助理教授。

該晶體管由單層石墨烯和單層二硫化鉬或MoS2組成，MoS2是稱為過渡金屬硫族化物的一組化合物的一部分。石墨烯和MoS2堆疊在一起，器件的總厚度約為1納米-相比之下，一張紙約為100,000納米。

盡管大多數(shù)晶體管在十年的電流變化中需要60毫伏，但這種新器件的工作電壓為29毫伏。

李說，晶體管的一個(gè)更重要的特征是，與基于2-D或3-D溝道材料的傳統(tǒng)晶體管技術(shù)相比，它能夠處理更大的電流密度。如研究中所述，該晶體管每微米可以處理4微安。

共同主要作者費(fèi)瑤說：“晶體管展示了巨大的潛在二維半導(dǎo)體及其引入節(jié)能納米電子器件的能力。這終可能導(dǎo)致量子研究和開發(fā)的進(jìn)步，并有助于擴(kuò)展摩爾定律。" SEAS和UB科學(xué)學(xué)院聯(lián)合計(jì)劃材料設(shè)計(jì)與創(chuàng)新系助理教授。

之所以能夠做到這一點(diǎn)，是因?yàn)槭┑?物理特性使電子在從石墨烯注入MoS2通道時(shí)保持“冷態(tài)" 。此過程稱為狄拉克源注入。電子被認(rèn)為是“冷的"，因?yàn)樗鼈冃枰碾妷狠斎肷俚枚?，因此降低了晶體管的功耗。