上海电机学院 王永存

石墨烯晶体管的研究进展

上海电机学院 王永存

石墨烯薄膜厚度只有一个原子直径大小，同时它还具有许多优异的特性，例如：超高的载流子迁移率、亚微米级别的弹道输运、优秀的机械性能、良好的导热性和独特的光学特性等。由于石墨烯晶体管具有超高响应频率和超小的体积等一系列优点，它已经成为新一代半导体晶体管的发展趋势。本文通过对石墨烯薄膜制备、石墨烯晶体管制备和国内外石墨烯晶体管研究进行综述，展望石墨烯晶体管未来发展趋势。

石墨烯；晶体管

0 引言

2004年在英国曼彻斯特大学的实验室里安德烈-海姆和康斯坦丁-诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出来石墨烯材料，它是一种由单层碳（C）原子构成的二维纳米结构，从而也证明了二维材料可以稳定存在。单层石墨烯的厚度只有0.335nm，是现在已知的最薄的材料。同时，石墨烯具有5300w/m·K的超高导热系数。在常温下它电子的迁移率就已经高达15000cm/V·s，这一数据远远高于现在最常用的半导体材料硅中电子的迁移率。因为其本身具有非常优异的电学特性，所以石墨烯薄膜非常适合用来制备超高性能电子元器件，许多科学家认为石墨烯在未来将有望替代现在的硅材料成为下一代半导体材料[1-4]。

1 石墨烯薄膜制备

石墨烯薄膜的制备方法包括微机械剥离法、外延生长、化学气相沉积CVD法和氧化石墨还原法等。

微机械剥离法是基于微机械操作对石墨进行逐层分离，最后得到单层的石墨烯薄膜。……