據物理學家組織網（wǎng）1月23日（北京時間）報道，英國曼（màn）徹斯特大學的科研人員（yuán）設（shè）計出一種新型石墨烯晶體管，在（zài）其中電子可借助隧穿和熱離子效應，同時從上方和下方穿越障礙（ài），並在室溫下展現出高（gāo）達1?106的開關比（bǐ）率。

      石墨烯晶體管獲得較（jiào）高的開關比率一直難（nán）以實現，而有了高開關比，以（yǐ）及其在柔性、透明基板上的操（cāo）作能力，新型晶體管能夠在後CMOS設備（bèi）時代占（zhàn）有一席之地，並有望達到更快的計算速度。相關研究發表在近期出版（bǎn）的《自然?納米技術》雜誌上。

      石墨烯晶體管多具有三明治結構，以原（yuán）子厚度的石墨烯作為（wéi）外（wài）層，而以其他超薄材（cái）料作為中間夾層。這些中（zhōng）間層可以囊括（kuò）多（duō）種不同材料。在此次的研究中，科（kē）學（xué）家使用二硫（liú）化鎢（WS2）作為中間（jiān）層（céng），其能（néng）夠（gòu）作（zuò）為兩個石墨（mò）烯夾層之間原子厚度的壁壘（lěi）。與其他壁（bì）壘材料相比，二硫化鎢的最大優勢在於，電子可借助熱離子（zǐ）運輸方式從上方越過障礙，也可（kě）利（lì）用隧穿效應從下方穿過障礙。處於關閉狀態時，極少電子能借助上述方式穿越障礙，但（dàn）當調至（zhì）開啟狀態時，電子既能選用一種方式逾越壁壘，亦能同時選擇兩種方式（shì）以實現（xiàn）類似效果。

      開關間（jiān）切（qiē）換將改變（biàn）晶體管的柵電壓。負柵電（diàn）壓將形成關（guān）閉狀態，因（yīn）為其將增加（jiā）隧穿障礙高度，因此幾乎沒有電子能夠越過壁壘。而正柵電壓（yā）能通過降低隧（suì）穿障礙的高（gāo）度使晶（jīng）體管轉換至開啟狀態。同時，如果溫度足夠高（gāo），亦可（kě）借（jiè）助熱離子電流從上方越過壁壘。在（zài）低電壓和低溫的情況下，隧穿電流與電壓呈線性關聯。但（dàn）當處於（yú）高壓下時，隧穿（chuān）電流會（huì）隨電壓呈現指（zhǐ）數（shù）增長，此（cǐ）時熱離子電（diàn）流就會成為主要的傳輸機製。

      利用上述特質和二硫化（huà）鎢壁壘材（cái）料，新（xīn）晶體管成為目前性能最（zuì）佳的石墨（mò）烯晶體管之一。此外，由於僅具有幾個原子層的厚度，新型晶體管（guǎn）能夠耐受彎曲，未來更有望應用於柔性、透明電子設（shè）備（bèi）的製造，成為後CMOS設備時代的有力備選。（記者 張巍巍）

    總編輯圈點

      人人都說電子領域裏，石墨烯是矽（guī）的接班人，但想要進入（rù）實際（jì）應用的石（shí）墨烯，還需大幅（fú）提高（gāo）其開關比。某種角度來看，這似乎不是個難事??電子在（zài）石墨（mò）烯中的移動速度本來就比矽快，即使不優（yōu）化設計，石（shí）墨烯（xī）晶體管的速（sù）度也（yě）是矽的兩倍還多。但在工藝和技術上，卻（què）遠沒那麽輕鬆，不存在能（néng）隙的石墨烯晶體管（guǎn）一直以來都隻有很小（xiǎo）的開關比。亦因此，曼（màn）徹（chè）斯特大學此次實現（xiàn）的高開關比更顯意義非常，盡管其性能（néng）或許離人們的預想（xiǎng）值還有段（duàn）距離，但正以井噴勢頭提（tí）升的數字，昭示（shì）著一個石（shí）墨烯器件時代，為期不遠。