北京大学实现千兆赫兹碳纳米管集成电路 推动了碳纳米管电子学的发展.doc
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1、北京大学实现千兆赫兹碳纳米管集成电路 推动了碳纳米管电子学的发展集成电路芯片遵从摩尔定律,通过缩减晶体管尺寸,不断提升性能和集成度,成本得以降低;然而,进一步发展却受到来自物理极限、功耗和制造成本的限制,需要采用新兴信息器件技术支撑未来电子学的发展。碳纳米管被认为是构建亚10nm晶体管的理想材料;理论和实验研究均表明相较硅基器件而言,其具有510倍的本征速度和功耗优势,性能接近由量子测不准原理所决定的电子开关的极限,有望满足后摩尔时代集成电路的发展需求。但是,由于寄生效应较大,实际制备的碳管集成电路工作频率较低(一般在兆赫兹以下,1MHz=106Hz),比硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)电
2、路的工作频率(千兆赫兹,即吉赫兹,1GHz=103MHz=109Hz)低几个数量级。在国际商业机器公司(IBM)研究人员2017年8月发表的基于碳管阵列的环形振荡器的研究工作中,振荡频率达282MHz,仍远远低于预期。因此,大幅度提升碳纳米管集成电路的工作频率成为发展碳纳米管电子学的重要挑战。北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室彭练矛教授-张志勇教授团队在碳纳米管电子学领域潜心研究十几年,发展了一整套碳管CMOS技术,前期已实现亚10nm CMOS器件以及中等规模集成电路。日前,他们通过对碳管材料、器件结构/工艺和电路版图的优化,在世界上首次实现工作在千兆赫兹频率的碳管
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