IBM详细介绍世界上最快的石墨烯晶体管

研究人员的发现和工作可能会导致商业化生产的芯片

由于在配方的变化,IBM已经创建了基于石墨烯的处理器可以执行每秒(100GHz的)100个中十亿周期,先前的实验石墨烯芯片的速度的四倍。

有了这个研究中,IBM也表明,石墨烯晶体管可以由晶片,这可能铺平道路,为商业化规模生产的石墨烯芯片的方式产生,宇铭林,IBM的研究员谁领导的工作说。

如果商业化,例如石墨烯处理器可能是优异的信号处理的元件部分的基础上,提高了音频和视频记录,雷达处理和医学成像的保真度。

IBM开展代表美国国防部DARPA(美国国防部高级研究计划局)的工作,下程序开发高性能的RF(射频)晶体管。结果的写了一直发表在2月5日发行科学

石墨烯,碳原子的单原子厚度的蜂窝状晶格,可以比其他半导体,一个质量称为电子迁移率更快地传输电子。“这使得石墨烯高速或高频电子部件的有前途的材料,”林说。

这个原型处理器是一个2英寸晶圆上创建的,它原则上可以在更大的晶片,该晶片应把生产成本降下来完成,林说。石墨烯是通过加热的碳化硅晶片,使硅蒸发产生的。

到现在为止,石墨烯的缺点是,它是对环境非常敏感。在制造过程中,氧化物层被沉积在所述石墨烯以形成栅极绝缘体。典型地,该沉积降低了石墨烯的电子迁移率,由于在氧化物的缺陷是,在所述石墨烯分散电子。的IBM研究人员通过用非常薄的聚合物层分离从氧化物石墨烯最小化的损伤。

这种新方法已经允许研究人员几乎四倍的石墨烯芯片的频率的工具。去年,IBM和麻省理工学院的研究团队都表现出能够围绕26GHz频率的石墨烯处理器。通过比较,相同的栅极长度(240个纳米)的基于硅的晶体管只能够按比例高达40GHz左右的时钟速率。

它还设置了商业化生产阶段。研究表明,“高质量的石墨烯可以在晶片级制造,并且石墨烯晶体管可以在半导体工业中使用的那些工艺来制造,”林说。

林告诫石墨烯的思想作为当今计算机使用的硅基微处理器的替代品,至少在任何时候在不久的将来。其中一个主要障碍是,石墨烯不与离散的电子信号容易的工作,他解释说。因为石墨烯是零隙半导体,意思是有其导电和非导电状态之间没有能量差,制成半导体的晶体管不能打开和关闭。与此相反,硅具有一个电子伏特的带隙,使其成为良好的用于处理离散的数字信号,林说。

取而代之的是,石墨烯更适合用于制造模拟晶体管,如信号处理器和放大器。今天,这样的电路主要是由GaAs(砷化镓)虽然砷化镓报价无处同一电子迁移率附近,林说制成。

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