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具有高外禀fT和fmax的石墨烯场效应晶体管
摘要： 本研究中，我们报道了石墨烯场效应晶体管（GFETs）的性能表现，其外部门极渡越频率（fT）和最大振荡频率（fmax）相对于门极长度（Lg）展现出更优的缩放特性。这一改进通过采用高质量石墨烯并成功优化GFET技术实现，在获得极低源/漏接触电阻的同时降低了寄生焊盘电容。我们对门极长度0.5微米至2微米的GFETs进行了表征，最短门极长度器件分别获得了高达34GHz的外部门极渡越频率和37GHz的最大振荡频率?；谛⌒藕诺刃У缏纺Ｐ偷姆抡娼峁胧挡馐莞叨任呛?。外推预测显示当Lg=50纳米时，外部门极渡越频率和最大振荡频率可达约100GHz。进一步优化GFET技术可使fmax值突破100GHz，适用于众多毫米波应用场景。
关键词： 场效应晶体管、缩放、石墨烯、最高振荡频率、跨导频率
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用伯纳尔堆叠双层石墨烯改善电阻混频器的变频损耗
摘要： 在本信中，我们展示了用于栅极泵浦电阻混频器的双栅极伯纳尔堆叠双层石墨烯场效应晶体管（FET）。结果表明，当器件的开关比增大时，转换损耗得到改善。在2 GHz频率下，160 nm器件在石墨烯电阻混频器中实现了12.7 dB的创纪录转换损耗。此外，通过调节双栅极电压来改变电位移场，实现了超过10 dB的转换损耗变化。最后，这类石墨烯混频器的高温特性表现出优异的热稳定性，在300至380 K温度范围内转换损耗仅下降2 dB。该结果表明，伯纳尔堆叠双层石墨烯混频器在低损耗、高温射频电路应用中具有良好前景。
关键词： 转换损耗、高温、双层石墨烯、电阻混频器、场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于高性能场效应晶体管的晶圆级转移多层二硫化钼
摘要： 化学气相沉积（CVD）法合成半导体过渡金属二硫化物（TMDs）为构建下一代半导体器件提供了新途径。但由于其特定生长动力学（如表面能与界面能的竞争）限制，实现连续均匀的多层（ML）TMD薄膜仍具挑战。本研究采用逐层真空堆叠转移法获得均匀无损的ML-MoS?薄膜，在同一晶圆上制备了1L和2L-MoS?背栅场效应晶体管（FET）阵列并对比其电学性能。观测到2L-MoS? FET的场效应迁移率显著提升至32.5 cm2V?1s?1，较1L-MoS?（4.5 cm2V?1s?1）提高7倍。进一步制备1L-4L-MoS? FET以探究转移ML-MoS?的厚度依赖特性，测量结果表明：随着层数增加迁移率升高但电流开关比降低，证实2L和3L-MoS? FET可实现迁移率与开关比的平衡。通过双栅结构研究还展示了ML-MoS?沟道静电控制的改善。
关键词： 场效应晶体管、转移、化学气相沉积生长、二维材料、二硫化钼
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于表面势的双栅双层石墨烯场效应晶体管模型（包含电容效应）
摘要： 本研究提出了一种表面势建模方法，用于双栅极双层石墨烯场效应晶体管建模。通过考虑各层量子电容效应及层间电容，改进了GFET的等效电容网络?；诟玫刃У缛萃缃馕鋈范怂愕谋砻媸?，并利用表面势通过漂移-扩散输运机制建立了漏源电流的显式表达式。所开发模型的漏电流特性与转移特性与文献实验结果高度吻合。推导了本征石墨烯晶体管的小信号参数（输出电导gds、跨导gm、栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs），最终确定了该模型的截止频率。采用归一化均方根误差(NRMSE)指标与实验数据对比，显示NRMSE小于16%?；诟媚Ｐ涂⒘薞erilog-A代码，并在Cadence设计环境中利用此模型设计了单端倍频器。
关键词： 模型，场效应晶体管（FET），Verilog-A，石墨烯，表面电势，倍频器。
更新于2025-09-23 15:22:29
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从外延生长的范德华异质结构中选择性转移旋转匹配的MoS?
摘要： 高质量二维（2D）半导体的大规模合成对其应用于新兴电子和光电子技术至关重要。特别是通过范德华外延在生长石墨烯（EG）上化学气相沉积（CVD）过渡金属硫族化合物（TMDs），可形成旋转匹配的TMDs，这与非晶氧化物衬底上随机排列生长的TMDs形成对比。然而，TMDs与EG之间的层间耦合阻碍了对其本征电子特性的研究和利用，因此需要将其从EG生长衬底上分离。为解决这一问题，我们报道了一种利用铜（Cu）粘附层选择性转移CVD生长MoS2-EG范德华异质结中单层二硫化钼（MoS2）的技术。选择Cu作为粘附层的动机源于密度泛函理论计算预测单层MoS2对Cu的优先结合倾向（相对于石墨烯）。原子力显微镜和光谱学证实旋转匹配的MoS2已大规模转移至SiO2/Si衬底且无裂纹、褶皱或残留物。此外，转移后的MoS2在场效应晶体管中表现出高性能：室温下载流子迁移率高达30 cm2/Vs，开关比达10?。该转移技术可推广至其他生长于EG的TMDs及相关二维材料，从而为纳米电子、光电子和光子应用提供广泛优势。
关键词： 二硫化钼、范德华外延生长、二维半导体、场效应晶体管、铜粘附层、过渡金属硫族化合物、化学气相沉积
更新于2025-09-23 15:21:21
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黑磷基电子器件的最新进展
摘要： 近年来石墨烯的重新发现推动了剥离法等薄层加工技术的快速发展，也使黑磷（BP）重新受到关注。自2014年以来，由于黑磷具有优异的电子、光子和机械性能，相关研究大量涌现。此外，其褶皱结构产生的独特本征各向异性特性可用于设计新型功能器件。回顾过去，学界已在黑磷的合成、基础认知及其在纳米电子学、超快光学、纳米光子学和光电子学领域的应用方面投入了大量努力。本文综述了基于黑磷的器件（如纳米带场效应晶体管、互补逻辑电路、存储器件）的最新进展，以及在解决接触电阻、面内各向异性和先进栅极堆叠等挑战方面取得的突破。最后探讨了二维材料满足《国际半导体技术路线图》2030年目标的前景。
关键词： 黑磷、存储器、气体传感器、场效应晶体管、互补逻辑电路
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于高效太赫兹调制的高压低电压石墨烯基振幅调制器
摘要： 本文提出了一种基于场效应晶体管的高效太赫兹幅度调制器件。该偏振不敏感调制器采用单层石墨烯设计，在5V栅极电压范围内实现了约53%的最大实验调制深度，且制造工艺成本低廉。研究采用了两种方法提升调制性能：一方面，设计的金属超材料能有效增强单层石墨烯附近的电磁场，从而显著提高石墨烯在太赫兹波段的调制能力；另一方面，以基于聚环氧乙烷的电解质（PEO:LiClO4）作为高容量供体，使得单层石墨烯能在较低电压下实现掺杂。
关键词： 固态电解质，太赫兹，单层石墨烯，透射率，超材料，振幅调制，场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:21:01
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脉冲激光诱导合成一步法制备厘米级掺杂多层MoS?薄膜
摘要： 近期，二维二硫化钼（MoS2）因其在电子学、光学、储能和催化领域的应用潜力备受关注。通过对MoS2进行n型或p型掺杂可改善薄膜性能，从而拓展其应用范围。然而，实现大面积MoS2薄膜的快速制备及有效掺杂仍具挑战性。本研究报道了一种名为脉冲激光诱导合成（PLIS）的一步生长法，该方法能解决上述难题，可在基底上直接选择性地在5-10分钟内快速制备厘米级MoS2薄膜。通过所述贵金属（金、铂、钯）原位掺杂工艺，可实现最长1.412厘米的连续薄膜制备，并将MoS2转化为p型半导体，该结果与基于第一性原理计算获得的数据一致。扫描透射电镜（STEM）图像显示掺杂MoS2薄膜中存在表面改性和阳离子取代现象。进一步加工的掺杂MoS2薄膜制成了开关比达10^5的p型场效应晶体管。值得注意的是，该技术可适配其他过渡金属硫族化合物（TMDCs）并采用多种掺杂元素，为TMDC薄膜的大规模生产和大面积掺杂提供了创新方法。
关键词： 过渡金属二硫化物、二硫化钼、场效应晶体管、掺杂、脉冲激光诱导合成
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过极化铁电聚合物的杂质电荷补偿对石墨烯进行可控掺杂
摘要： 本文介绍了一种通过调控吸附杂质电荷实现石墨烯掺杂的简易技术。利用场效应晶体管结构，通过控制铁电聚合物栅极的极化来补偿并中和一种类型的电荷，从而使得相反类型的未补偿电荷对石墨烯进行掺杂。该方法可实现n型和p型掺杂，且具有非破坏性和可逆性。我们观察到n型掺杂浓度变化达8×1012 cm?2，电子迁移率变化达650%。理论与实验一致表明，电子和空穴迁移率与杂质浓度成反比。通过在关键位置设计栅电极图案并独立编程，可采用此方法实现石墨烯的选择性掺杂。这种无需引入硬结的电荷控制方式，使得多个器件能在连续的石墨烯薄膜上无缝集成。
关键词： 铁电聚合物、掺杂、石墨烯、电荷补偿、场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2019年第八届国际第四组光子学会议(GFP) - 新加坡，新加坡（2019.8.28-2019.8.30）] 2019年IEEE第十六届国际第四组光子学会议(GFP) - 理解中红外波段锗硅波导损耗的侧壁依赖性
摘要： 本文提出了一种基于场效应晶体管（FET）的功率检测器经验模型。该电学模型由基于漏极电流泰勒级数展开的沃尔泰拉分析及线性嵌入小信号电路构成，其参数完全从S参数和IV曲线中提取得出。最终推导出以FET本征电容和寄生电阻为变量的噪声等效功率（NEP）频率依赖性闭式表达式。对于沟道尺寸各异且工作频率达67GHz的共面接触石墨烯FET，该模型与实测NEP数据高度吻合。研究还从理论与实验两方面探讨了栅极长度对响应度和NEP的影响。
关键词： 场效应晶体管（FETs）、沃尔泰拉、太赫兹探测器、微波探测器、石墨烯、功率探测器、解析模型
更新于2025-09-23 15:21:01