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我国在碳纳米管电子学领域取得世界级突破
日期:2017-1-24 15:5:35 来源:科技日报

  科技日报北京1月23日电 记者聂翠蓉

  美国《科学》杂志21日刊登了北京大学信息科学技术学院彭练矛和张志勇课题组在碳纳米管电子学领域取得的世界级突破:首次制备出5纳米栅长的高性能碳纳米晶体管,并证明其性能超越同等尺寸的硅基CMOS(互补金属—氧化物—半导体)场效应晶体管,将晶体管性能推至理论极限。

  因主流硅基CMOS技术面临尺寸缩减的限制,20多年来,科学界和产业界一直在探索各种新材料和新原理的晶体管技术,但没有机构实现10纳米的新型CMOS器件。彭练矛教授告诉科技日报记者,他们课题组经过10多年的研究,开发出无掺杂制备方法,研制的10纳米碳纳米管顶栅CMOS场效应晶体管,其p型和n型器件在更低工作电压(0.4V)下,性能均超过了目前最好的硅基CMOS。现在,他们又克服了尺寸缩小的工艺限制,成功开发出5纳米栅长碳纳米晶体管。

  课题组全面比较了碳纳米管CMOS器件的优势和性能潜力。研究表明,与相同栅长的硅基CMOS器件相比,碳纳米管CMOS器件具有10倍左右的速度和动态功耗综合优势,以及更好的可缩减性。

  他们还研究了器件整体尺寸的缩减及其对器件性能的影响,将碳管器件的接触电极长度缩减到25纳米,在保证性能的前提下,实现了整体尺寸为60纳米的碳纳米晶体管,并且成功演示了整体长度为240纳米的碳管CMOS反相器,这是目前实现的最小纳米反相器电路。(图片来源于网络)