10月29日，中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心取得新的科研突破，該中心先進碳材料研究部科研人員首次製備出以肖特基結作為發射結的垂直結構電晶體“矽—石墨烯—鍺電晶體”，成功將石墨烯基區電晶體的延遲時間縮短了1000倍以上，並將其截止頻率由兆赫茲（MHz）提升至吉赫茲（GHz）領域，該研究未來有望在太赫茲（THz）領域的高速器件中應用，該研究成果近日在《自然·通訊》上線發表。

早在1947年，第一個雙極結型電晶體誕生於貝爾實驗室，從此人類社會進入了資訊科技的新時代，之後的幾十年裡，科研工作者一直追求提高電晶體的工作頻率，之後研製出了異質結雙極型電晶體和熱電子電晶體，想要研製更高頻率的電晶體時，卻遇到了瓶頸，異質結雙極型電晶體的截止頻率最終被基區渡越時間所限制，而熱電子電晶體則是受限於無孔、低阻的超薄金屬基區的製備難題。

直到21世紀，我們發現了優秀效能的新材料——石墨烯材料，這種二維材料有著獨特的效能，於是有人提出將石墨烯作為基區材料製備電晶體，其原子級厚度將消除基區渡越時間的限制，同時其超高的載流子遷移率也有助於實現高品質的低阻基區。

研究人員表示，目前的石墨烯基區電晶體普遍採用隧穿發射結，然而隧穿發射結的勢壘高度嚴重限制了該電晶體作為高速電子器件的發展前景。研究人員通過半導體薄膜和石墨烯轉移工藝，首次製備出以特肖基結作為發射結的垂直結構的矽-石墨烯-鍺電晶體。

這種新結構的電晶體，與隧穿發射結相比，表現出目前最大的開態電流和最小的發射結電容，從而得到最短的發射結充電時間，使器件總延遲時間縮短了1000倍以上，器件的頻率由1.0MHz提升到了1.2GHz 。

我們的科研人員對這種新的器件進行了各種測驗，發現該器件具備很大的潛力，有望未來應用到太赫茲領域，這將極大提升石墨烯基區電晶體的效能，為將來研製出超高速電晶體奠定基礎。

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