Во время испытаний транзистор продемонстрировал частоту 132 ГГц — один из лучших показателей среди вертикальных транзисторов на основе двумерных материалов.
По информации ITHome, ученые из Института металлов Академии наук Китая совместно с рядом научно-исследовательских подразделений добилась важных прорывов в области СВЧ-транзисторов. Команда успешно разработала первый в мире кремний-графен-германиевый барьерный транзистор с очень высокой частотой. Устройство установило новый рекорд частоты среза транзистора с вертикальной двумерной базовой областью и создало самый высокий в мире коэффициент усиления транзистора по току.
В связи с крупномасштабным внедрением 5G и перспективным исследованием технологии 6G Интернет вещей (IoT), сверхскоростное зондирование и интеллектуальные системы связи требуют все более быстрые полупроводниковые компоненты с преодолением рубежа 1 ТГц .
Традиционным высокочастотным транзисторам, таким как транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT) и биполярный транзистор с гетеропереходом (HBT) трудно удовлетворить потребности применения в терагерцовом диапазоне частот.
Исследователи предложили совершенно новую архитектуру устройства. Они эпитаксируют монокристаллический однослойный графен на подложке из германия методом химического осаждения из паровой фазы, а затем точно укладывают монокристаллическую кремниевую пленку для создания высококачественной вертикальной гетероструктуры кремний-графен-германий.
Исследовательская группа также использовала асимметричный барьер Шоттки, образованный границей раздела графена, кремния и германия, в сочетании с эффектом квантовой емкости графена для реализации регулирования работы выхода, так что амплитуда изменения тока на германиевом выводе намного больше, чем на кремниевом выводе, что приводит к общему коэффициенту усиления по току эмиттера 1,8 × 10 7.
Во время испытаний транзистор продемонстрировал частоту 132 ГГц — один из лучших показателей среди вертикальных транзисторов на основе двумерных материалов. Дальнейшее моделирование устройства и имитационный анализ показывают, что за счет оптимизации концентрации легирующих материалов, снижения контактного сопротивления и уменьшения паразитных эффектов теоретическая рабочая частота устройства, как ожидается, превысит 1 ТГц и войдет в терагерцевую полосу частот для применения.