如何使用石墨烯實(shí)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)管的詳細(xì)資料說(shuō)明

　　場(chǎng)效應(yīng)管（FET）是一種具有pn結(jié)的正向受控作用的有源器件，它是利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出電流的大小，其輸入端pn一般工作于反偏狀態(tài)或絕緣狀態(tài)，輸入電阻很高，柵極處于絕緣狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)管，輸入阻抗很大。目前廣泛應(yīng)用的是SiO2為絕緣層的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，稱(chēng)為金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)MOSFET。以功能類(lèi)型劃分，MOSFET分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種，其中耗盡型與增強(qiáng)型主要區(qū)別是在制造SiO2絕緣層中有大量的正離子，使在P型襯底的界面上感應(yīng)出較多的負(fù)電荷，即在兩個(gè) N型區(qū)中間的P型硅內(nèi)形成一層N型硅薄層而形成一個(gè)導(dǎo)電溝道，所以在VGS＝0時(shí)，有VDS作用時(shí)也有一定的ID（IDSS）；當(dāng) VGS有電壓時(shí)（可以是正電壓或負(fù)電壓），改變感應(yīng)的負(fù)電荷數(shù)量，從而改變ID的大小。VP為ID＝0時(shí)的-VGS，稱(chēng)為夾斷電壓。

　　MOSFET的特點(diǎn)是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流。隨著微電子集成化的需要越來(lái)越高，F(xiàn)ET器件的尺寸也越來(lái)越小，而普通 FET器件散熱性受材料本身限制很難有進(jìn)一步的提高，石墨烯由于其優(yōu)良的熱導(dǎo)率制作出的FET器件“完美”的解決該問(wèn)題。自從場(chǎng)效應(yīng)管發(fā)明以來(lái)，人們一直嘗試將電場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)用到金屬材料上，制造金屬基場(chǎng)效應(yīng)管。利用金屬制造晶體管不僅可以將尺度做小，而且可以降低功耗，并且使用頻率高于傳統(tǒng)半導(dǎo)體。但是由于金屬屏蔽效應(yīng)，電場(chǎng)在金屬中的穿透深度小于 1nm，因此制造金屬晶體管時(shí)需要使用原子級(jí)厚度的金屬薄膜。但是由于熱動(dòng)力學(xué)原因，當(dāng)金屬薄膜達(dá)到納米級(jí)別時(shí)不能穩(wěn)定存在。另外，對(duì)于金屬而言，電場(chǎng)效應(yīng)誘導(dǎo)的載流子濃度一般不會(huì)超過(guò) 1013cm-2，比納米尺度的金屬薄膜中的本征載流子濃度低幾個(gè)量級(jí)（近似可以忽略），通過(guò)電場(chǎng)效應(yīng)很難實(shí)現(xiàn)調(diào)制載流子濃度，因此利用金屬制造晶體管一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。