基于石墨烯电极的垂直薄膜晶体管学术资讯

来源：中国科学杂志社

美国加州大学洛杉矶分校教授，《中国科学：信息科学》编委。1997年获中国科学技术大学学士学位，2002年获哈佛大学博士学位。研究方向：纳米材料的合成、组装和表征；先进电子和光子材料与器件；能源利用、转化与存储；生物医学传感与治疗等。

湖南大学物理微电子学院教授，博士生导师。浙江大学学士，加州大学洛杉矶分校博士。加入湖南大学之前，于加州大学洛杉矶分校从事博士后研究。主要研究方向为新型半导体纳电子器件、二维晶体管、范德华异质结器件。

垂直场效应晶体管是一类沟道半导体被包裹在源-漏电极之间，沟道长度仅取决于材料厚度的晶体管结构。由于其本征的超短沟道长度，垂直场效应晶体管在高性能电子器件领域已经引起研究者的极大关注。为了实现有效的栅极电场对半导体沟道的调控，传统垂直晶体管的底部电极主要基于多孔金属：在这一结构中栅极电场可以透过电极中的孔洞，从而调控半导体沟道的载流子浓度。近来，随着石墨烯的出现，研究者开发了一种新型的基于石墨烯电极的垂直晶体管。由于有限的态密度和弱静电屏蔽效果，石墨烯的功函数高度可调且呈现出对栅极电场的弱屏蔽效应。因此石墨烯可以充当独特的“主动”电极，从而实现全新的垂直晶体管功能和更高的垂直晶体管性能。

SCIENCE CHINA Information Sciences 近期发表了段镶锋教授等的综述文章“Graphene-based vertical thin film transistors”（基于石墨烯电极的垂直薄膜晶体管）。

在这篇综述中，作者介绍了基于石墨烯垂直晶体管的最新研究进展。首先，他们从石墨烯垂直晶体管的器件结构和相应的制造工艺开始介绍；接着详细分析了垂直晶体管器件的工作机制和传输特性。作者讨论了石墨烯垂直晶体管的一些独特特性，包括大电流密度、高开关速度、稳定性以及独特的垂直集成技术。最后文章简短地展望了高性能垂直晶体管未来的发展与挑战。

来源：scichina1950 中国科学杂志社

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