doi.org/10.1038/s41586-024-07785-3
Credibilidade: 999
#Grafeno
Os pesquisadores desenvolveram um novo transistor de emissor quente de grafeno-germânio usando um novo mecanismo de geração de portadoras quentes, alcançando um desempenho sem precedentes.
Esse avanço abre novas possibilidades para dispositivos multifuncionais de baixo consumo de energia e alto desempenho.
Os transistores, componentes fundamentais dos circuitos integrados, enfrentam dificuldades cada vez maiores à medida que seu tamanho continua a diminuir.
Para aumentar o desempenho do circuito, tornou-se essencial desenvolver transistores que operem com base em princípios inovadores.
Os transistores hot-carrier, que aproveitam a energia cinética extra dos portadores de carga, oferecem o potencial para aumentar a velocidade e a funcionalidade do transistor.
No entanto, sua eficácia tem sido limitada pelos métodos convencionais de geração de portadores de energia quente.
Dongming Sun e Huiming Cheng, do Instituto de Pesquisa em Metais (IMR) da Academia Chinesa de Ciências, propôs um novo mecanismo de geração de portadores de calor chamado “emissão estimulada de portadores de calor (SEHC)”.”
A equipe também desenvolveu um inovador transistor de emissor quente (HOET), alcançando uma oscilação de sublimiar ultrabaixa de menos de 1 mV/dec e uma relação de corrente de pico a vale superior a 100.
O estudo fornece um protótipo de um dispositivo multifuncional de baixa potência para a era pós-Moore.
Esse trabalho foi publicado na Nature.
Papel dos materiais de baixa dimensão
Materiais de baixa dimensão como o grafeno, devido à sua espessura atômica, excelentes propriedades elétricas e ópticas e superfície perfeita sem defeitos, podem facilmente formar heteroestruturas com outros materiais.
Isso cria uma variedade de combinações de banda de energia, oferecendo novas possibilidades para o desenvolvimento de novos transistores de portadora quente.
Os pesquisadores do IMR desenvolveram um transistor emissor quente usando uma combinação de grafeno e germânio, o que levou a um mecanismo inovador para a geração de portadores quentes.
Esse novo transistor é composto de duas junções acopladas de grafeno/germânio Schottky.
Durante a operação, o germânio injeta portadores de alta energia na base de grafeno, que então se difundem para o emissor, provocando um aumento substancial da corrente devido aos portadores pré-aquecidos.
A oscilação do sublimiar desse projeto, de menos de 1 mV/dec, supera o “limite de Boltzmann” convencional de 60 mV/dec.
Além disso, esse transistor também apresenta uma relação de corrente de pico para vale superior a 100 em temperatura ambiente.
O potencial da computação lógica de múltiplos valores foi demonstrado com base nessas características.”
Esse trabalho abre um novo campo de pesquisa em transistores, acrescentando um membro valioso à família de transistores de portadora quente e mostrando amplas perspectivas para sua aplicação em futuros dispositivos multifuncionais de alto desempenho e baixo consumo de energia”, disse Liu.
Publicado em 17/09/2024 10h01
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