我国科学家在超低功耗集成电路晶体管领域取得突破
集成电路的发展目标已经由提升性能和集成度转变为降低功耗，其最有效的方法即降低工作电压。目前，互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路（14/10纳米技术节点）工作电压已经降低到了0.7V，而金属氧化物半导体场效应晶体管中亚阈值摆幅（60毫伏/量级）的热激发限制导致其工作电压不能低于0.64V。因此，开发室温下亚阈值摆幅小于60毫伏/量级且开态电流大、性能稳定、制备简单的超低功耗晶体管，对于推动CMOS技术发展，实现超低功耗的集成电路具有重要意义。 在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项的支持下，北京大学张志勇教授、彭练矛教授课题组提出一种新型超低功耗的场效应晶体管，采用具有特定掺杂的石墨烯作为 “冷”电子源，用半导体碳纳米管作为有源沟道，采用高效率的顶栅结构，构建出狄拉克源场效应晶体管（DS-FET），实现了室温下40毫伏/量级左右的亚阈值摆幅。DS-FET具有优秀的可缩减性，当器件沟道长度缩至15nm时，仍可保持性能稳定......阅读全文
场效应晶体管的分类
场效应晶体管是依靠一块薄层半导体受横向电场影响而改变其电阻（简称场效应），使具有放大信号的功能。这薄层半导体的两端接两个电极称为源和漏。控制横向电场的电极称为栅。 根据栅的结构，场效应晶体管可以分为三种： ①结型场效应管(用PN结构成栅极)； ②MOS场效应管（用金属-氧化物－
一种单原子层的铁磁材料中发现自旋极化的外尔节线
最近十几年，能带的拓扑理论发展迅速。目前，人们已经发现了多种拓扑能带结构，比如狄拉克锥（Dirac cone）、外尔锥（Weyl cone）以及狄拉克/外尔节线（Dirac/Weyl nodal line）。这类拓扑能带结构会带来奇特的物理现象，比如手性反常、超大磁阻等。然而，除了石墨烯早已被证
内置石墨烯传感器的微流控芯片可检测微小样本中的细菌
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，并且拥有许多神奇的特性。在被当做场效应晶体管时，它可以检测施加在其表面是哪个的轻微物理力，因此特别适合针对微观样本的小诊断。近日，日本大阪大学的研究人员，就利用石墨烯的这一性质，对极地浓度的细菌样本展开了检测，比如导致胃溃疡的幽门螺杆菌。 为了实现这一目标，
IBM研制出首款石墨烯集成电路
美国IBM公司的科学家研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路，向开发石墨烯计算机芯片前进了一步。科学家们认为，这项突破可能预示着，未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片，相关研究发表在最新一期《科学》杂志上。 这块集成电路建立在一块碳化硅上，并且由一些石墨烯场效应晶体管组成。去年，IBM公司托马斯
掺硼石墨烯可制成超高灵敏度气体传感器
一个国际联合研究小组宣布，通过在石墨烯中加入硼原子的方式，他们开发出一种灵敏度极高的气体传感器。该装置能“嗅”出空气中浓度极低的有害气体，在人们还未察觉时发出警报。该研究还有助于改善锂离子电池和场效应晶体管的性能。 用石墨烯制成的气体传感器已具有很高灵敏度，但科学家们并不想止步于此，希望通过在
我国科学家发现狄拉克半金属自旋密度波态
复旦大学物理学系修发贤课题组通过研究狄拉克半金属ZrTe5在强磁场下的输运性质，首次观测到一种新奇的磁场诱导的自旋密度波态，这一发现为狄拉克半金属的研究提供了新的角度和思路。相关研究成果发表于《自然通讯》。 狄拉克半金属具有和石墨烯相似的能带结构，它展现出高磁阻、高迁移率等优良电学性质。大量理
二维拓扑绝缘体研究获进展
理论研究表明，具有蜂窝状晶格结构的薄膜是二维拓扑绝缘体的重要平台，也是实现量子自旋霍尔效应的理想材料。该体系独特的晶格结构使其在布里渊区的K点处产生狄拉克锥型能带结构，如石墨烯。由于碳元素的自旋轨道耦合强度低，石墨烯难以在狄拉克点处打开能隙，从而实现量子自旋霍尔效应。相比之下，碲元素因强自旋轨道
物理所硅烯的氢化研究取得新进展
最近几年，在硅基研究领域兴起了一种类石墨烯的新型二维材料——硅烯（silicene）。硅烯也是狄拉克费米子体系，其低能准粒子具有线性能带结构，而且它还是一种二维拓扑绝缘体。在硅烯中， 由于Si-Si原子之间较大的成键间距削弱了π电子交叠，它以sp2-sp3混合杂化的方式形成具有弱翘曲（low-b
中科院金属所发现拓扑狄拉克节线量子态
最近，中科院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室研究员陈星秋、博士生李荣汉等通过第一原理计算，在金属铍单质中发现拓扑狄拉克节线量子态。 金属单质铍具有十分罕见的性质，不但极轻高强，而且是优异的等离子体面向材料，但其特殊性质的机理依然成谜。另外，上述拓扑非平庸的表面态从上个世纪80年代起就先
石墨烯高性能光学器件研究获进展－实现非局部光电探测
近日，普渡大学、密西根大学和宾夕法尼亚州立大学的研究团队声称，已解决阻碍石墨烯高性能光学器件的发展问题，石墨烯高性能光学器件可用于成像、显示、传感器和高速通信。题为“由碳化硅衬底与微米量级石墨烯结合制成的光电晶体管的位置依赖和毫米范围光电探测”的论文发表在《自然纳米技术》杂志。该项目受到美国
化学所在石墨烯可控制备和性能研究方面取得系列进展
在中国科学院、科技部、国家自然科学基金委的大力支持下，化学研究所有机固体院重点实验室相关研究人员在石墨烯的可控制备和性能研究方面取得系列进展，相关结果发表在PNAS、JACS (2篇)、Adv. Mater.(3篇)，并应邀在Acc. Chem. Res.杂志上发表了述评。 石
黑磷高压调控的三维狄拉克半金属研究获进展
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所物质计算科学研究室研究员邹良剑与中国科学技术大学教授陈仙辉研究团队以及香港大学教授沈顺清合作，在静水压调控块体黑磷的电子结构研究方面取得新进展，证明压力下黑磷可以从半导体转变成狄拉克半金属，相关研究结果最近发表在《物理评论B》上【Physical
硼石墨烯可制成超高灵敏度气体传感器以监测空气质量
一个国际联合研究小组宣布，通过在石墨烯中加入硼原子的方式，他们开发出一种灵敏度极高的气体传感器。该装置能“嗅”出空气中浓度极低的有害气体，在人们还未察觉时发出警报。该研究还有助于改善锂离子电池和场效应晶体管的性能。 用石墨烯制成的气体传感器已具有很高灵敏度，但科学家们并不想止步于
掺硼石墨烯可制成超高灵敏度气体传感器以监测空气质量
一个国际联合研究小组宣布，通过在石墨烯中加入硼原子的方式，他们开发出一种灵敏度极高的气体传感器。该装置能“嗅”出空气中浓度极低的有害气体，在人们还未察觉时发出警报。该研究还有助于改善锂离子电池和场效应晶体管的性能。 用石墨烯制成的气体传感器已具有很高灵敏度，但科学家们并不想止步于此
场效应管与晶体管的比较
（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型
功率场效应晶体管有哪些优点？
功率场效应晶体管（VF）又称 VMOS场效应管。在实际应用中，它有着比 晶体管和 MOS场效应管更好的特性。即是在 大功率范围应用的场效应晶体管，它也称作功率 MOSFET，其优点表现在以下几个方面： 1. 具有较高的 开关速度。 2. 具有较宽的安全工作区而 不会产生热点，并且具有正的 电
石墨烯拉曼光谱测试详解－（四）表面增强拉曼效应
当一些分子吸附在特定的物质（如金和银）的表面时，分子的拉曼光谱信号强度会出现明显地增幅，我们把这种拉曼散射增强的现象称为表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering，简称SERS）效应。SERS技术克服了传统拉曼信号微弱的缺点，可以使拉曼强度增大几个数
石墨烯拉曼光谱测试详解（一）典型拉曼光谱图
就石墨烯的研究来说，确定其层数以及量化无序性是至关重要的。激光显微拉曼光谱恰好就是表征上述两种性能的标准理想分析工具。通过测量石墨烯的拉曼光谱我们可以判断石墨烯的层数、堆垛方式、缺陷多少、边缘结构、张力和掺杂状态等结构和性质特征。本文材料+小编将为大家揭秘石墨烯拉曼光谱测试。2004年英国曼彻斯特大
石墨烯纳米带制备及其晶体管应用研究进展
在国家自然科学基金项目（批准号：61622404、62074098）等资助下，上海交通大学陈长鑫教授研究组与合作者们在具有光滑边缘的亚十纳米宽度的石墨烯纳米带（GNR）制备及其高性能晶体管应用研究方面取得重要进展。研究成果以“来自被压扁碳纳米管的边缘原子级光滑的亚十纳米石墨烯纳米带（Sub-10
研究实现人工笼目超晶格中的色散选择型能带调控
近日，中国科学技术大学教授曾长淦、特任副研究员范晓东与武汉大学教授袁声军，以及西班牙Imdea Nanociencia研究所教授Francisco Guinea、博士后詹真合作，利用精心设计的人工笼目超晶格势场，实现了石墨烯中不同色散类型能带的选择性调控。8月6日，相关研究结果发表于《物理评论快报》
基于Ⅱ型狄拉克精准调控的高性能太赫兹光电器件
近日，中国科学院上海技术物理研究所科研人员与南京大学、复旦大学、东华大学、中国科学技术大学及上海科技大学的相关团队合作，提出了原子尺度上精细调控Ⅱ型狄拉克半金属的新方法，该研究成果以Colossal Terahertz Photoresponse at Room Temperature
日本科研团队发现新的超导形成机制
东京大学和东京工业大学在合作研究中发现，通过在碳化硅（SiC）晶体基板表面制作单一原子层的石墨烯，然后向其上面蒸镀钙（在真空中层积原子）并进行加热处理，制作出的样品在冷却后具备超导特性。相关论文发表在美国化学学会杂志《ACS Nano》上。 研究人员认为，这一超导现象是由于钙原子直接结合到Si
研究实现人工笼目超晶格中的色散选择型能带调控
近日，中国科学技术大学教授曾长淦、特任副研究员范晓东与武汉大学教授袁声军，以及西班牙Imdea Nanociencia研究所教授Francisco Guinea、博士后詹真合作，利用精心设计的人工笼目超晶格势场，实现了石墨烯中不同色散类型能带的选择性调控。8月6日，相关研究结果发表于《物理评论快报》
石墨烯中不同色散类型能带实现选择性调控
中国科学技术大学物理系中国科学院强耦合量子材料物理重点实验室曾长淦教授等与国内外同行合作，利用精心设计的人工笼目超晶格势场，成功实现了石墨烯中不同色散类型能带的选择性调控。相关研究结果于8月6日发表在期刊《物理评论快报》上，文章入选编辑推荐，并被美国物理学会旗下在线新闻网站“物理”选为精选报道。能带
关键一步！超高质量石墨烯纳米带制备迎来突破
3月28日，上海交通大学物理与天文学院教授史志文、以色列特拉维夫大学教授Michael Urbakh、深圳先进技术研究院教授丁峰和武汉大学教授欧阳稳根合作，开发了一种生长石墨烯纳米带的全新方法，实现超高质量石墨烯纳米带在氮化硼层间的嵌入式生长，形成“原位封装”的石墨烯纳米带结构，并演示了所生长的
关键一步！超高质量石墨烯纳米带制备迎来突破
3月28日，上海交通大学物理与天文学院教授史志文、以色列特拉维夫大学教授Michael Urbakh、深圳先进技术研究院教授丁峰和武汉大学教授欧阳稳根合作，开发了一种生长石墨烯纳米带的全新方法，实现超高质量石墨烯纳米带在氮化硼层间的嵌入式生长，形成“原位封装”的石墨烯纳米带结构，并演示了所生长的石墨
国家脉冲强磁场科学中心获多项研究进展
近期，设在华中科技大学的国家脉冲强磁场科学中心在拓扑狄拉克半金属领域取得多项研究进展，成果在《自然•通讯》（Nature Communications）、《物理评论X》（Physical Review X）等国际顶级刊物上相继发表。 拓扑狄拉克半金属是一种全新的拓扑量子材料，其体
类石墨烯材料中发现新型单光子源
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与华盛顿大学许晓栋、香港大学姚望合作，在国际上首次在类石墨烯单原子层半导体材料中发现非经典单光子发射器，连接了量子光学和二维材料这两个重要领域，打开了一条通往新型光量子器件的道路。该工作近日在线发表在《自然》杂志子刊《自然·纳米技术》上。同期的“新闻视角”栏目撰文
类石墨烯材料中发现新型单光子源
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与华盛顿大学许晓栋、香港大学姚望合作，在国际上首次在类石墨烯单原子层半导体材料中发现非经典单光子发射器，连接了量子光学和二维材料这两个重要领域，打开了一条通往新型光量子器件的道路。该工作近日在线发表在《自然》杂志子刊《自然·纳米技术》上。同期的“新闻视角”栏目撰文
石墨烯三维异型体能形成迪拉克环－或比金刚石更稳定
最近，美国俄克拉荷马大学科学家提出，石墨烯可能还有一类三维的异型体，它们属于一个新家族。这些结构有可能在实验中合成，其中最简单的“超蜂窝”结构拥有许多不寻常的性质，可能比金刚石更稳定。相关论文发表在最近的《物理评论快报》上。 石墨烯是一种单层六角形的2D结构，每个碳原子与其他3个碳原子相连。这