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实验室在石墨烯场效应晶体管研究上取得重要进展
作者:  文章来源:  发布时间:2014-08-28  阅读次数:62

  2014年6月23~27日, 宽带隙半导体技术重点实验室的王东副教授和博士生宁静赴瑞典哥德堡市参加国际顶级学术会议“Graphene Week 2014 ” ,并报告了我校在石墨烯材料和器件研究的最新进展,与参会的各国学者进行了广泛的学术交流。报告论文“Back gated  field  effect  transistor  of  millimeter scale  grapheme on dielectric  substrates”  获得好评,并被会议组委会新闻组采访。
  近年来,在国家重大基础研究973计划等项目的支持下,重点实验室在基础理论、材料生长和相关器件领域取得显著进展,石墨烯研究不断取得突破,研究成果先后在国际知名杂志《Carbon》、《Journal of Materials Chemistry》和《nanotechnology》等发表,国际知名网站上宣传了我校这次会议报道的相关成果
  (https://www.youtube.com/watch?v=fsTBy2X5EqA… #grapheneweek )。

宁静与 2010 年诺贝尔物理学奖得主 Geim 教授合影

youtube网站关于我校相关采访

      石墨烯是一种二维的薄膜材料,理论上的电子迁移率很高,是一种实现超高频和高速电子器件和集成电路的理想材料。本次参会论文展示了郝跃院士课题组在大晶畴单晶石墨烯CVD外延生长和背栅式石墨烯场效应晶体管(GFTEs)方面的最新研究进展。王东和宁静报告了实验室采用了独特的分布调压CVD方法,在铜箔上成功制备了单晶畴尺度超过 2 mm 2的大晶畴单层石墨烯,非接触Hall迁移率超过 6000 cm 2/Vs,此结果接近目前国际上相关领域的最好结果。以此为基础实现了2英寸Si/SiO2晶圆上栅宽2um的背栅式石墨烯场效应晶体管(FET),测试发现了该器件具有双极导电特性,即在电场调制下,随着栅电压的极性变化,石墨烯FET从n型导电类型向p型导电类型转变,狄拉克点(Dirac Point)位于7V左右。
  实验室目前正在进一步研制更高性能的石墨烯顶栅式、旁栅式场效应晶体管,并计划用电子束光刻的工艺,进一步缩小器件尺度,实现超高频、低噪声晶体管和集成电路。

左上图为毫米级大晶畴单晶石墨烯显微镜照片;左下图为背栅式石墨烯FET直流特性曲线
  右图为石墨烯FET的显微镜照片

      本次“Graphene Week 2014 ” 大会吸引了全球超过450名石墨烯研究领域的科研工作者参会讨论,其中石墨烯的发现和提出者、2010年诺奖获得者A.K. Geim教授、K.S. Novosolev博士和1986年诺奖获得者Klaus von Klitzing博士参会并做了大会报告。 “Graphene Week”是由欧盟所颁布的两个“21世纪旗舰研究计划”之一的“石墨烯旗舰研究计划”(Graphene Flagship)承办的石墨烯研究领域国际顶尖会议。该旗舰计划10年投入超过10亿欧元,包括剑桥大学在内的17个欧盟国家75个研究机构共同合作完成,旨在推动石墨烯为代表的新一代电子材料、器件及其应用产业化。下一届“Graphene Week 2015 ” 会议将在英国曼彻斯特大学举办。

 

2010 年诺奖得主 A.K. Geim 教授           1986 年诺奖得主 Klaus von Klitzing 教授

 

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