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美研究人員研發(fā)具模擬功能的石墨烯晶體管


來源:牛科技

標(biāo)簽石墨烯
在所謂的“后硅時(shí)代(post-silicon era)”,采用純碳薄片──也就是石墨烯(graphene)──所制作的晶體管,為數(shù)字電路開啟了一個(gè)新典范,但是模擬電路呢?

    美國萊斯大學(xué)(Rice University)的研究人員最近開發(fā)出一種模擬石墨烯晶體管,不只具備像是p或n型硅晶體管的放大功能,也發(fā)現(xiàn)石墨烯在一種特殊的倍頻(frequency-multiplication)模式下,可具備雙極(ambipolar)特性。萊斯大學(xué)的研究人員并示范了這種三模(triple-mode)的石墨烯晶體管,能如何用以打造簡易的相移鍵控(phase-shift keying)與頻移鍵控(frequency-shift keying)電路。

    硅場效晶體管(FET)是單極(unipolar)的,因?yàn)樵擃惤M件只能使用單個(gè)電荷載體,或者是電洞(electrons of holes)──依照該組件是n或p型來決定。在另一方面,用石墨烯制作的碳雙極晶體管,能同時(shí)利用電子與電洞,取決于是否施加正電壓或是負(fù)電壓。因此研究人員表示,能利用以上特性制作創(chuàng)新的、可利用上兩種載體型態(tài)進(jìn)行放大的模擬電路,只要透過輸入高于或低于閘極偏置電壓(bias voltage)的訊號。

    萊斯大學(xué)的研究人員并指出,該種三模晶體管亦能用以制作更簡易的電路,并能因此將一般芯片中的模擬功能區(qū)塊尺寸與復(fù)雜性降低。為了證實(shí)以上概念,研究人員制作了具備共源極(common-source)、共漏極(common-drain)以及倍頻模式的電路,包括相移鍵控與頻移鍵控的調(diào)變(modulation)架構(gòu)。

    上述研究是由萊斯大學(xué)教授Kartik Mohanram與美國加州大學(xué)河濱分校(University of California-Riverside)教授Alexander Balandin所合作進(jìn)行,參與研究的還有分屬兩校的博士候選人Xuebei Yang與Guanxiong Liu。該研究是由美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)與美國國防部高等研究計(jì)畫署(DARPA)所贊助。
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