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石墨烯的应用渐行渐近,IBM又有重大突破

11-02-26 07:21 4735次浏览
bxhua1985
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IBM通过量产工艺试制出fT100GHz的石墨烯FET

美国IBM开发出了截止频率(fT)为100GHz的石墨烯(Graphene)FET。由此未来实现工作频率达到THz级FET的可能性变得更大。
  
  石墨烯是一种碳原子呈6角形网眼状连接的片状材料。借助石墨烯可将载流子迁移率提高到1万cm2/Vs以上,因此,旨在将其应用于晶体管沟道层以及LSI布线的研发活动方兴未艾。
  
  此次开发的元件其关键之处大致有两点。一是在2英寸的SiC晶圆上,在1450℃度下通过2分钟的外延生长形成1~2层的石墨烯(图1)。以往,IBM是将从石墨上剥取的石墨烯切片置于硅底板上制作FET的,而“此次采用了更适合量产的方法”(IBM)。在这种情况下,fT比以往的FET升高。此次FET的载流子迁移率为800~1500cm2/Vs,该数值比硅还要高。
  
  另一个关键点是,在封装石墨烯以及源漏极的材料上下了工夫。“如果在石墨烯上直接形成金属氧化物的栅极绝缘层,均一性方面会存在问题。为此,此次通过旋压覆盖(SpinCoat)法涂覆了有机材料之后,形成了氧化物膜”(IBM)。尽管如此,“这种FET过了3个月仍然工作良好”,此次的改进不会影响到元件的使用寿命。
  
 
 虽然100GHz的fT值高达采用硅的相同栅极长度的MOSFET的2.5倍,但与化合物半导体相比还很小。IBM表示,“设计方面的优化有待以后进行,性能的改善余地还相当大”。在此基础上,该公司预计通过制造工艺的微细化,将fT提升到THz级。

  图1:采用适合量产的方法进行制作,并提高性能图为IBM在石墨烯FET的栅极长度以及截止频率方面的以往研究成果与此次结果。最初,是将石墨烯从石墨上剥离下来,置于形成了SiO2绝缘层的硅底板上,由此形成元件。此次,是在SiC底板上使石墨烯完成外延生长。
  
  但是,石墨烯通常没有带隙。因此,此次制作的石墨烯FET“不能作为逻辑IC使用。但可用于雷达的放大器等必需高频率工作的模拟电路”(IBM)。
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评论(22)
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bxhua1985

11-02-27 11:33

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等待大家飞来的板砖
bxhua1985

11-02-27 11:32

0
1在石墨烯的问题上中国的部分舆论及黑嘴集体选择了愚昧无知
在一个严肃的科学问题上能不能不懂就别信口开河,别拿着无知当有趣?别让人看笑话?

首先:关于石墨烯只是炒作的说法:为什么一个被诺贝尔认为具有 革 命 性 意义的新发现,到了中国就被认为是一种炒作?是诺贝尔物理学奖更具有科学真理的探索精神和价值?还是中国的一些给500元就能凭空捏造,断章取义的和科学没有丝毫瓜葛的 记 者?或者股评家?当2010年,诺贝尔物理学奖隆重的授予石墨烯的发明者,有科学家认为石墨烯将是终极材料,因为自然界中可能找不到或者很长时间都找不到比碳更轻的二维元素,并且这个物质能廉价的大量存在,来改写我们的元素周期表。石墨烯将改变我们的生活,带来上万亿的产业链。但是就是这样一个东西,却被个别黑嘴说成没有价值,如果石墨烯没有价值,谁比石墨烯更有价值?抛开价值不谈,谁能能做到比石墨烯更轻?谁能比石墨烯更坚韧?谁又能比石墨烯导电更快?

其次:关于辉钼:这是个早已被主流科学家抛弃的研究,因为辉钼虽然能开启能隙,但因为导电性极差。最近因为一个名不见经传的瑞士洛桑学院发表了一篇论文,认为辉钼比富勒烯更有可能替代硅。这其中存在两个问题,一是这个研究能否有足够证据说服主流的科学界,其次富勒烯和石墨烯是两个概念。石墨烯的导电性好于富勒烯的10倍,并且富勒烯不具备石墨烯的硬度。富勒烯是碳的同位素,是球形状的碳原子。富勒烯85年被发现后,产生了碳纳米管。这份报告只是和富勒烯做比较,但是即使是白纸黑字的翻译富勒烯。最后也被某些人冠以辉钼比石墨烯更有优势的耸人听闻的闹剧,光天化日之下的鱼目混珠。当然如果要说炒作,辉钼纯粹就是炒作。但我也并不认为辉钼的炒作对石墨烯有什么更坏的影响。好处有二。其一辉钼至少是石墨烯的分支,石墨烯是根本。辉钼让很多人认识到石墨烯的根本所在。其二:中国的资本市场,并非完全充斥着傻瓜,明辨是非者大有人在。
ffffffaa

11-02-26 22:47

0
扯啥都没用,509啥时开最关见
忆江南

11-02-26 22:27

0
支持楼主。中国宝安比较实在,
石墨烯,全球科技界的关注、研发的投入,商业化的进程,已经可以充分感受到。
辉钼概念短炒一下可以,真的爆发,等到他们也拿诺贝尔奖之后吧。
田田橘子

11-02-26 21:43

0
辉钼就是个大笑话,钼元素在地壳中的含量注定不可能大规模的应用
国胜

11-02-26 21:35

0
[引用原文已无法访问]
你以为硅是什么?
硅才真的是沙子
沙子里面主要是二氧化硅,硅在沙子里面的比重最大
许大副

11-02-26 21:28

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[引用原文已无法访问]

600509的碳化硅晶片倒是比较现实,已经量产了。
再见理想33

11-02-26 21:24

0
[引用原文已无法访问]

辉目八字还没一撇
油侠

11-02-26 19:07

0
辉钼还在研究阶段,而且只是石墨烯应用的很小领域,石墨烯关键是在电池领域的应用,现在电动汽车为何发展缓慢就是因为充放电问题,一旦石墨烯解决这个问题电动车很快就会遍布大街小巷!
路人丑

11-02-26 18:27

0
宝安不是养鸡的吗,怎么和石墨系扯上关系了
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