石墨烯射频器件

石墨烯射频器件（graphene radio frequency device），工学-电子科学与技术-纳米电子学-纳米电子器件-二维电子器件-石墨烯电子器件，用石墨烯作为通道材料制作的射频（3千赫～300吉赫）器件。石墨烯具有零带隙的特性，导致石墨烯场效应晶体管（graphene field effect transistor; GFET）不能截断，限制了其在数字晶体管中的应用。石墨烯具有超高本征载流子迁移率[200000厘米2/（伏·秒）]、超高饱和漂移速度（108厘米/秒）、宽波段的光电响应特性，以及超薄结构抑制短沟道效应的优势，理论上可以作为实现高特征频率（fT）和谐振频率（fmax）的射频器件，使其在射频和太赫兹频段的应用潜力超过传统半导体材料。利用第一性原理模拟，北京大学研发人员构造了沟道长度小于10纳米的理想GFET，并计算其射频特性。仿真结果显示，当栅长小至0.91纳米时，石墨烯晶体管本征fT可高达21太赫，展示出石墨烯射频晶体管的应用潜力。然而，由于石墨烯材料对界面敏感，导致迁移率降低，以及器件结构和工艺制作等问题，石墨烯的本征优势实际上难以发挥。