“我們迄今所量測到的最快石墨烯晶體管速度為26GHz,閘極(gate)長度則為150納米?!盜BM院士、該公司納米科技部門經(jīng)理Phaedon Avouris表示:“由于峰值頻率會與閘極長度成反比,我們相信,當(dāng)石墨烯晶體管閘極長度進(jìn)一步縮減至50納米,其速度將可達(dá)到兆赫等級?!?/FONT>
石墨烯的組成結(jié)構(gòu)與類似雞籠鐵絲網(wǎng)、蜂巢狀晶格的碳納米管一樣;不過要把蜂巢狀晶格做成納米等級的管子有些困難,石墨烯晶體管是將碳原子沉積成薄膜,且能使用傳統(tǒng)的微影工具來制圖。
過去IBM能展示過一種層狀的石墨烯技術(shù),能解決用狹窄帶狀石墨烯做為晶體管信道時所產(chǎn)生的噪聲問題。在最近一次的展示中,IBM宣稱毫米波(millimeter-wavelength)通訊電路所需的兆赫頻率,能在石墨烯薄膜內(nèi)達(dá)成。
IBM 表示,閘極在頂部的石墨烯晶體管是使用絕緣上覆硅(silicon-on-insulator)晶圓片所制造,并透過執(zhí)行不同的閘極電壓與長度來達(dá)到高頻 的運作。研究結(jié)果顯示,石墨烯內(nèi)的電流增益,會隨著頻率升高而降低的FET響應(yīng)曲線(response curve)變化。
而峰值截止頻率(cut-off frequency),則是與閘極長度成反比,目前150納米閘極長度、26 GHz運作頻率是最高紀(jì)錄。
美國國防部高等研究計畫署(DRAPA)贊助了上述研究的一部份;DRAPA旨在探討碳電子組件在RF領(lǐng)域的應(yīng)用,并希望能使用8吋以上晶圓所制造的石墨烯薄膜晶體管,制作出能運作于100GHz以上的寬頻、低噪聲放大器,以實現(xiàn)毫米波通訊。
IBM的研究團隊下一步將改善閘極介電質(zhì)材料,以實現(xiàn)能在兆赫頻率范圍運作的RF電路。