پشتیبانی فناوری‌های محاساباتی با ترانزیستورهای گرافن

به گزارش خبرگزاری برنا؛ ترانزیستورهای حامل داغ، گروهی از قطعات الکترونیکی هستند که از انرژی جنبشی اضافی حامل‌ها بهره می‌برند. 

بر خلاف ترانزیستورهای معمولی، که به حمل و نقل حامل حالت پایدار متکی هستند، ترانزیستورهای حامل داغ حامل‌ها را به حالت‌های پر انرژی تعدیل می‌کنند و در نتیجه سرعت و عملکرد دستگاه افزایش می‌یابد.

این خصوصیات برای برنامه‌هایی که نیاز به سوئیچینگ سریع و عملیات با فرکانس بالا دارند، مانند ارتباطات پیشرفته و فناوری‌های محاسبات برش ضروری است. با این حال، عملکرد آن‌ها با چگونگی تولید حامل‌های داغ به طور سنتی محدود شده است.

تیمی از محققان، به سرپرستی لیو چی، سان دونگمینگ و چنگ هویمینگ از انستیتوی تحقیقات فلزی (IMR) آکادمی علوم چین، ساز و کار جدید تولید حامل داغ به نام نشر تحریک شده حامل‌های گرم (SEHC) را پیشنهاد کرده‌اند.

این تیم همچنین یک ترانزیستور نوآورانه‌ای به نام ترانزیستور نشر داغ (HOET) را توسعه داده است که می‌تواند تبادل در زیر آستانه ۱ mV/dec را ایجاد کند و نسبت قله به قعر پیک‌ها نیز به بیش از ۱۰۰ برسد. این تحقیقات نمونه اولیه از یک قطعه الکترونیکی است که چند کاره بوده، مصرف کمی داشته و به دوره پس از قانون مور تعلق دارد.

مواد کم بعدی مانند گرافن، به دلیل ضخامت اتمی اندکی که دارند، خاصیت هدایت الکتریکی و نوری عالی داشته و با سطح کامل و بدون نقص به راحتی می‌توانند ساختارهای هترو را با سایر مواد تشکیل دهند. این امر انواع مختلفی از گروه‌های باند انرژی را ایجاد می‌کند و امکانات جدیدی را برای توسعه ترانزیستورهای حامل داغ جدید ارائه می‌دهد.

محققان IMR با استفاده از ترکیبی از گرافن و ژرمانیوم، یک ترانزیستور نشر دهنده داغ ایجاد کردند که منجر به مکانیسم نوآورانه برای تولید حامل داغ شده است. این ترانزیستور جدید از اتصالات گرافن/ژرمانیوم شوتکی برخوردار است.

در حین کار، ژرمانیوم حامل‌های پر انرژی را به پایه گرافن تزریق می‌کند، سپس داخل انتشار دهنده پراکنده می‌شود و به دلیل حامل‌های از قبل گرم شده در آنجا باعث افزایش جریان قابل توجهی می‌شود. این نوسانات زیر آستانه کمتر از ۱ mV/decاز حد معمول بولتزمن،۶۰ mV/dec، پیشی می‌گیرد.

در همین حال، این ترانزیستور همچنین نسبت جریان قله به قعر بیش از ۱۰۰ در دمای اتاق را نشان می‌دهد. لیو گفت: « نتایج این کار قلمرو جدیدی را در تحقیقات ترانزیستور باز می‌کند و یک عضو ارزشمند را به خانواده ترانزیستورهای حامل داغ اضافه می‌کند و چشم‌انداز گسترده‌ای را برای کاربرد آن‌ها در دستگاه‌های با کارایی بالا، کم مصرف و چند منظوره ایجاد می‌کند.»

انتهای پیام/