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據中國科學院金屬研究所官微消息，中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心與北京大學的科研團隊合作，采用了一種創新思路，通過可控調制熱載流子來提高電流密度，發明了一種由石墨烯和鍺等混合維度材料構成的熱發射極晶體管，并提出了一種全新的“受激發射”熱載流子生成機制。 該研究成果于8月15日以題為“A hot-emitter transistor based on stimulated emission of heated carriers”（一種基于載流子可控受激發射的熱發射極晶體管）的論文發表在《自然》（Nature）期刊上。 
晶體管器件結構和基本特性 a. 器件結構示意圖；b. 橫截面圖；c. 晶體管陣列；d. 轉移特性曲線；e. 輸出特性曲線 據悉，這款新型晶體管由兩個耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結組成。在器件工作時，載流子由石墨烯基極注入，隨后擴散到發射極，并激發出受電場加熱的載流子，從而導致電流急劇增加。這一設計實現了低于1 mV/dec的亞閾值擺幅，突破了傳統晶體管的玻爾茲曼極限（60 mV/dec）。此外，該晶體管在室溫下還表現出峰谷電流比超過100的負微分電阻，展示出其在多值邏輯計算中的應用潛力。 該項研究開辟了晶體管器件研究的新領域，為熱載流子晶體管家族增添了新成員，并有望推動其在未來低功耗、多功能集成電路中的廣泛應用。 |
