石墨烯晶体管

1.稳定的石墨烯结构稳定：石墨烯中的碳原子全部通过共价键连接，共价键的键能相对较高。

与分子间力，氢键，金属键等相比，共价键不易损坏。

由于石墨烯的结构实际上是大的离域π键，因此CC键的强度高于金刚石的强度。

从热力学角度我们也可以看出，石墨的熔点约为3850℃，而金刚石的熔点仅为3550℃左右，不难发现石墨比金刚石更稳定。

2.导电PPT5面心立方堆叠（铜），六边形堆叠（镁），体心立方堆叠（钾）金属传导机制：金属是紧密堆积“浸入”形式的金属阳离子。

在电子的海洋中，金属通过自由电子的定向运动是导电的。

然而，金属键不牢固，例如，金属的延展性是原子层平移的结果。

因此，金属通常具有诸如空穴或杂原子的晶体缺陷，这破坏了金属的规则晶体结构。

当电子通过这些缺陷时，它们易于散射等，这降低了电子取向的速度并影响了导电性。

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石墨烯的最大特点是电子运动速度达到光速的1/300，远远超过一般导体中电子运动的速度。

这使得石墨烯中的电子特性与相对论中微子非常相似。

石墨烯的导电机制：由于石墨烯的所有原子都参与离域，因此整个切片上下两侧的电子可以自由移动。

并且由于共价单键的稳定性，石墨烯在某个位置没有碳原子或被杂原子取代，这确保了大π键的完整性，并且电子不会干扰晶体缺陷在其中移动时。

高速传导，因此石墨烯具有优越的导电性。

3.透明度和不透明度由于石墨烯处于单片状态，光子不能穿透碳核，但它们可以穿透碳核之间的大空间。

因此，石墨烯是透明物质。

当几个石墨烯分子层堆叠在一起时，由于碳核按顺序排列（如评论区域上的方形团队），光容易渗透到正方形的间隙中以透明。

虽然只有一层原子厚度，但石墨烯具有相当大的不透明度：它可以吸收约2.3％的可见光。

这也是石墨烯中电荷载体的相对论电荷的实施方案。

4.机械性能石墨烯很难，因为碳原子或核电子存在并且仅在碳核的径向方向上移动。

在碳核的轴向上没有核电子。

石墨烯的表面是成核的或排列的。

如果外部物质与其发生碰撞，则不会对核电子产生影响，而是直接对核产生影响。

因此，石墨烯的表面非常坚硬。

IBM研究人员已经展示了一种由石墨烯制成的场效应晶体管（FET），其截止频率高达100千兆赫（GHz），是迄今为止运行速度最快的RF石墨烯晶体管。

这一成就是美国国防部高级研究计划局碳和射频应用项目的重大进步，为下一代通信设备的发展铺平了道路。

石墨烯晶体管使用金属顶栅结构和包含聚合物和高介电常数氧化物的新型栅极绝缘体叠层。

栅极长度适中，240纳米，为将来通过减少栅极长度进一步优化性能留出了足够的空间。

IBM将石墨烯晶体管植入锗碳晶片上，然后施加绝缘层以防止晶体管短路。

在2011年2月刚刚发布的“科学”杂志上，IBM研究人员演示了一种由石墨烯制成的场效应晶体管（FET），其截止频率为100千兆赫兹（GHz）。

它是迄今为止运行速度最快的RF石墨烯晶体管。

这一成就是美国国防部高级研究计划局碳和射频应用项目的重大进步，为下一代通信设备的发展铺平了道路。

研究人员通过使用与当前先进硅器件制造技术兼容的处理技术制造圆形，外延生长的石墨烯，实现了这一高频记录。

IBMx研究中心研究员兼纳米科学技术部经理Phaedon Avouris表示：“目前为止我们测得的最快的石墨烯晶体管在栅极长度达到150 nm时的工作频率高达26 GHz。

由于峰值频率随着栅极长度的减小，我们相信通过进一步将栅极长度减小到50纳米以内，石墨烯晶体管的频率有望突破太赫兹。

“IBMx团队的下一个目标是改善栅极电介质实现在太赫兹频率范围内工作的射频电路的材料。