15日，記者從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所研究員劉馳、孫東明和中國(guó)科學(xué)院院士成會(huì)明主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)明出一種由石墨烯和鍺等混合維度材料構(gòu)成的“熱發(fā)射極”晶體管，并提出了一種全新的“受激發(fā)射”熱載流子生成機(jī)制。相關(guān)研究成果15日發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

據(jù)介紹，這款新型晶體管由兩個(gè)耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結(jié)組成。載流子由石墨烯基極注入，隨后擴(kuò)散到發(fā)射極，并激發(fā)出受電場(chǎng)加熱的載流子，從而導(dǎo)致電流急劇增加。這一設(shè)計(jì)使晶體管電流每變化一個(gè)數(shù)量級(jí)，所需的電壓變化小于1毫伏，突破了傳統(tǒng)晶體管的玻爾茲曼極限。此外，該晶體管在室溫下還表現(xiàn)出峰谷電流比超過100的負(fù)微分電阻，展示出其在多值邏輯計(jì)算中的應(yīng)用潛力。

研究人員表示，該研究通過可控調(diào)制熱載流子來提高電流密度，開辟了晶體管器件研究的新領(lǐng)域，為熱載流子晶體管家族增添了新成員。