IBM宣布,他们已经成功将纳米级石墨烯场效应晶体管的频 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/25 06:13:47


IBM宣布,他们已经成功将纳米级石墨烯场效应晶体管的频率提高到GHz级别,这也是这种非硅电子材料迄今为止所能达到的最高频率。

  该成就是美国国防部高级研究计划署(DARPA)赞助的碳电子射频应用(CERA)项目取得的里程碑式进步,也是开发下一代通信设备工程的一部分。

  石墨烯(Graphene)是石墨的一种特殊形式,呈二维结构,由蜂窝状的单层碳原子组成,完美情况下只包括六角元胞(等角六边形),而且有着独特的电子属性,有希望最终组成超高速晶体管,故而吸引了全球科研人员的广泛关注。2006年3月,佐治亚理工学院成功地制造了第一个石墨烯平面场效应晶体管,并观测到了量子干涉效应。

  晶体管的运行频率取决于其大小和电子移动速度,而大小因素正是半导体行业不断追求更先进工艺硅晶体管的驱动力之一。与硅相比,石墨烯内的电子移动速度非常快,所以能制造出高速度、高性能的晶体管。

  IBM的最新成果除了让石墨烯晶体管的频率突破1GHz,更重要的是还首次确立了尺度行为,比如性能对大小的依赖性。科研人员们发现,在门信号宽度达到150纳米的时候,石墨烯晶体管的运行频率可以达到空前的26GHz,而现在微处理器里的硅晶体管在极限超频状态下也不过8GHz左右。

  IBM还预计,如果能将门信号宽度缩小到50纳米,石墨烯晶体管的频率就有望突破1THz,也就是1000GHz。

  接下来,IBM一方面会改进材料,进一步增强性能,另一方面会开发基于高性能石墨烯晶体管的射频电路。






基础研究上不去
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IBM宣布,他们已经成功将纳米级石墨烯场效应晶体管的频率提高到GHz级别,这也是这种非硅电子材料迄今为止所能达到的最高频率。

  该成就是美国国防部高级研究计划署(DARPA)赞助的碳电子射频应用(CERA)项目取得的里程碑式进步,也是开发下一代通信设备工程的一部分。

  石墨烯(Graphene)是石墨的一种特殊形式,呈二维结构,由蜂窝状的单层碳原子组成,完美情况下只包括六角元胞(等角六边形),而且有着独特的电子属性,有希望最终组成超高速晶体管,故而吸引了全球科研人员的广泛关注。2006年3月,佐治亚理工学院成功地制造了第一个石墨烯平面场效应晶体管,并观测到了量子干涉效应。

  晶体管的运行频率取决于其大小和电子移动速度,而大小因素正是半导体行业不断追求更先进工艺硅晶体管的驱动力之一。与硅相比,石墨烯内的电子移动速度非常快,所以能制造出高速度、高性能的晶体管。

  IBM的最新成果除了让石墨烯晶体管的频率突破1GHz,更重要的是还首次确立了尺度行为,比如性能对大小的依赖性。科研人员们发现,在门信号宽度达到150纳米的时候,石墨烯晶体管的运行频率可以达到空前的26GHz,而现在微处理器里的硅晶体管在极限超频状态下也不过8GHz左右。

  IBM还预计,如果能将门信号宽度缩小到50纳米,石墨烯晶体管的频率就有望突破1THz,也就是1000GHz。

  接下来,IBM一方面会改进材料,进一步增强性能,另一方面会开发基于高性能石墨烯晶体管的射频电路。






基础研究上不去
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IBM真是强到令人发指啊
呵呵,先看看是谁在做这个东西,IBM,而不是某个大学。脱离产业空喊什么基础研究,最后的结果就是扯淡。
说个简单的:中国的大学和研究所中,测试设备每年都严格校准的有多大比例?测试方法严格符合GB标准的又有多大比例?这些测试设备上面出来的数据,有多少人标出error bar的?
没有经过产业化熏陶的土壤,是搞不出真正有用的基础研究的。
今天精英一把:体制问题。[:a5:] [:a5:]
中国有不少企业的发展方向就朝着IBM或GE走,至于能不能成功,还得用时间来验证。
用这个做的显卡,cpu玩啥游戏都没问题:victory:

IBM还是最强
下一次科技革命?
很器官既然这东西的electron mobilitiy 很高, 体积小, 速度应该很快才对
但是为什么才达到一个G呢?

这个技术还比较有意义, 至少很成熟. 而且很容易用现有技术做出来
这东西最好成绩用在射频上, 数字电路速度慢, 不需要这么高的技术
而且这东西也很贵.

另外一个原因是这种管子是电流放大器. 不大适合做数字逻辑门.
最好用它来搭一些射频前端放大电路. 但是要用普通BJT或者MOS
做最前端的信号放大再转换成电流, 之后才能用这东西做电流放大.
最早长出graphene的是大学,不是ibm。

原帖由 yaoyuan7310 于 2008-12-23 08:51 发表
呵呵,先看看是谁在做这个东西,IBM,而不是某个大学。脱离产业空喊什么基础研究,最后的结果就是扯淡。
说个简单的:中国的大学和研究所中,测试设备每年都严格校准的有多大比例?测试方法严格符合GB标准的又有多大 ...
这个材料才是牛,好象国内准量产的样子。
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国防资金支持
International group of researchers, supervised by the Russian scientist, created a single-electron transistor, based upon graphene.
      
      Graphene is considered to be the foundation of future nanoelectronics, since silicon transistors cannot be any smaller due to some quantum effects, changing silicon electronic properties. These effects cause 搇eakage?of electric charge, when a transistor is smaller than 10 nanometers.
      
      Researchers succeeded in creating a graphene transistor, able to work at room temperature. Russian scientist, coming from Chernogolovka抯 science centre, says graphene has several advantages, compared to silicon, but first one is better electric conductivity. One more interesting fact about this transistor is that it shows Hall effect at room temperature.
http://www.russia-ic.com/news/show/6239/
拨款的是DARPA,比IBM更基础的机构。
最早长出graphene的是大学,不是ibm。
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在某种意义上,这个东西有没有用是ibm说了算,而不是大学。
碳纳米管,硅纳米线,包括这个graphene,能不能变成产品,不是大学教授的水平可以解决的。
这些新鲜玩意儿的命运掌握在大公司手里,所以说某个好玩的东西是不是真的那么好玩,不是大学说了算的,也不是大学能做到的。
这就是我针对前面某人发贴说的意思。
从另外一个意义上讲,发现graphene的不是中国的大学,其深刻的背景在于中国的搞材料的大学教授没有几个是经过公司淬火的。中国大学的理工学科整体上没有经过工业界的熏陶——如果连测试设备的定期校验都不去做,很难承认这些人的东西就是真的。
举个例子,我们做测试,需要一个设备,只有intel可以授权搭建,必须符合他们的标准才行。可惜人家不给中国的学术研究机构授权认证。国内有若干大学号称做出了相应的东西,我都想不出来他们在哪里测试的。就看到他们的满报纸的宣传了。
基础研究路还长~!
科研人员们发现,在门信号宽度达到150纳米的时候,石墨烯晶体管的运行频率可以达到空前的26GHz,而现在微处理器里的硅晶体管在极限超频状态下也不过8GHz左右。

这两个频率不是一个概念
虽然我大多数时候是HKC,不过在这个问题上,我必须得说,这是体制问题。。
原帖由 九鬼 于 2008-12-24 17:36 发表
虽然我大多数时候是HKC,不过在这个问题上,我必须得说,这是体制问题。。


别动不动就扯体制,这个问题说到底是中国的工业和公司不争气。前段时间吃饭的时候老师谈到这件事情了,现在大学研究机构面临尴尬的局面,实验室研究到一定阶段就要和公司联合走产业化道路,但是现在中国的这方面的公司都不积极,都不愿意冒风险进行投资,搞自己的创新,喜欢吃些残羹冷饭,给西方产业打工,这样保险。这样就形成了一个恶性循环,学校由于没有公司的支持走产业化道路,于是研究到一定阶段就进行不下去了,这就限制了高校的研究。而中国的产业界,图保险,不愿意做创新,做自己的产品,结果就越来越落后,只能被西方的公司压着提不起头来,只能给人家打工。科技部为此曾经出台政策,鼓励高校和公司联手,高校申请资金要求和公司联合,结果上有政策,下有对策。西方最厉害的就是利用产业分工,把其他国家的产业压的死死的
你要说中国的大学,我同意你的说法。
你要是说北美或者日本,欧洲的大学和研究所么,俺不同意你的说法。

最初长出graphene那帮家伙属于材料科学里边偏向基础应用的一些人,在大学里作材料的人啥样的都有,更多的是偏向应用的。你要清楚国外的大学里材料科学类是的的确确
和工业界有着紧密的合作的,从发明晶体管那时候开始就是这样了。能不能做成产品,这是公司的事,因为实验室里的东西和拿出来卖的不一样,要稳定,便宜,可以
量产。没有大学里那帮你觉得水平低的猪头们,根本就不会发明生产单层石墨的工艺出来。我见过一个北美的教授,拿着ibm,inel以及darpa资助的钱作碳管的研究。
本文里报道的这个ibm的研究,大学里也有无数的人在作类似的工作,这个新鲜玩意,离产品还挺远的。这的确是ibm的一个优点,做一些前瞻性的研究。不过比起
以前的贝尔实验室还是差远了。

发现graphene的那帮人最初的动机更多的是来自基础研究,来自工业界的动力不大,那制造工艺相当粗看起来的疯狂搞笑。
经过公司淬火的人绝对没有那个Motivition去做graphene,不是国人做这个缺的其实是材料科学中作基础研究的动力。当然,
应用方面的研究的缺点你指出来了,俺深刻同意。

原帖由 yaoyuan7310 于 2008-12-24 15:50 发表
在某种意义上,这个东西有没有用是ibm说了算,而不是大学。
碳纳米管,硅纳米线,包括这个graphene,能不能变成产品,不是大学教授的水平可以解决的。
这些新鲜玩意儿的命运掌握在大公司手里,所以说某个好玩的东西是不是真的那么好玩,不是大学说了算的,也不是大学能做到的。
这就是我针对前面某人发贴说的意思。
从另外一个意义上讲,发现graphene的不是中国的大学,其深刻的背景在于中国的搞材料的大学教授没有几个是经过公司淬火的。中国大学的理工学科整体上没有经过工业界的熏陶——如果连测试设备的定期校验都不去做,很难承认这些人的东西就是真的。
也别动不动就说国内企业不争气,现实一点吧。你不知道有个说法:国内企业谁做创新多谁死的更快么?这是实际情况。问问企业的老板么去,他们的利润空间有那么大到可以支持
创新么,除了搞房地产那帮13们?基本上大家挣得还是手工费,辛苦钱。
民企的家底还没有足够厚呢,国企又太官僚。另外有些事需要国家或者大国企出头来做,国家起码给一定支持和担保,包括一些政策性的保护。


原帖由 ccczzz 于 2008-12-24 18:45 发表
别动不动就扯体制,这个问题说到底是中国的工业和公司不争气。前段时间吃饭的时候老师谈到这件事情了,现在大学研究机构面临尴尬的局面,实验室研究到一定阶段就要和公司联合走产业化道路,但是现在中国的这方面的公司都不积极,都不愿意冒风险进行投资,搞自己的创新,喜欢吃些残羹冷饭,给西方产业打工,这样保险。这样就形成了一个恶性循环,学校由于没有公司的支持走产业化道路,于是研究到一定阶段就进行不下去了,这就限制了高校的研究。而中国的产业界,图保险,不愿意做创新,做自己的产品,结果就越来越落后,只能被西方的公司压着提不起头来,只能给人家打工。科技部为此曾经出台政策,鼓励高校和公司联手,高校申请资金要求和公司联合,结果上有政策,下有对策。西方最厉害的就是利用产业分工,把其他国家的产业压的死死的
天啊:o
原帖由 288794 于 2008-12-23 19:27 发表
这个材料才是牛,好象国内准量产的样子。

国外还正在研究呢,还没实用化呢,你国内量产个啥呀,真受不了你这种装13的
你要说中国的大学,我同意你的说法。
你要是说北美或者日本,欧洲的大学和研究所么,俺不同意你的说法。

最初长出graphene那帮家伙属于材料科学里边偏向基础应用的一些人,在大学里作材料的人啥样的都有,更多的是偏向应用的。你要清楚国外的大学里材料科学类是的的确确
和工业界有着紧密的合作的,从发明晶体管那时候开始就是这样了。能不能做成产品,这是公司的事,因为实验室里的东西和拿出来卖的不一样,要稳定,便宜,可以
量产。没有大学里那帮你觉得水平低的猪头们,根本就不会发明生产单层石墨的工艺出来。我见过一个北美的教授,拿着ibm,inel以及darpa资助的钱作碳管的研究。
本文里报道的这个ibm的研究,大学里也有无数的人在作类似的工作,这个新鲜玩意,离产品还挺远的。这的确是ibm的一个优点,做一些前瞻性的研究。不过比起
以前的贝尔实验室还是差远了。

发现graphene的那帮人最初的动机更多的是来自基础研究,来自工业界的动力不大,那制造工艺相当粗看起来的疯狂搞笑。
经过公司淬火的人绝对没有那个Motivition去做graphene,不是国人做这个缺的其实是材料科学中作基础研究的动力。当然,
应用方面的研究的缺点你指出来了,俺深刻同意。
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我从98年就踏入纳米材料的圈子了,纳米线纳米管做了一大堆,这个行业我很清楚怎么回事。首先,你要注意的是欧美大学的材料研究氛围是有着深厚的应用背景和工业熏陶的,在这个大气氛下,某些人做所谓的自由兴趣的研究,其成功也是离不开这个大环境的;其次,没有ibm,intel,Sony,日立等大公司的支持,CNT也罢,graphene也罢,是成不了什么大气候的——或者说没有这些大公司从90年代看好并投钱养着这些教授,graphene是不会这么快就进展到几乎是个人就能撕两片出来的地步;graphene开始的实验是很简陋,你回头看看最早的晶体管实验,更简陋,那个设备现在的高中生都不屑去搭。
说实话,CNT也罢,graphene也罢,ibm不过是投点小钱让教授们(也包括自己的研究人员)玩而已,能玩出大东西,就花大钱去搞,玩不大,就割肉止损。一个graphene又不是什么救世主,也不是缺了它不行。
根本上讲,是研究的氛围和大环境的要求是什么,这些才决定了到底你的大学能不能出真金白银的东西。中国还差得远呢。
我从98年就踏入纳米材料的圈子了???

你不是做IC设计么,怎么搞纳米管呢?
原帖由 eeyylx 于 2008-12-25 11:32 发表
我从98年就踏入纳米材料的圈子了???

你不是做IC设计么,怎么搞纳米管呢?


我自己不做IC设计,但是我手下有人做啊。
我原来是学物理的,后来转到材料,现在也顺便搞MEMS。呵呵。(我当年学物理的时候,光电子,微电子,超导,激光的课程都上了个遍。)
现在纳米管能做什么??
燃料电池. 还有氧化锌做半导体P/N级

能拿出来卖的还没几种, 但是研究经费都集中在这东西上面
除了纳米薄膜还没件什么实用的纳米技术
原帖由 eeyylx 于 2008-12-25 12:22 发表
现在纳米管能做什么??
燃料电池. 还有氧化锌做半导体P/N级

能拿出来卖的还没几种, 但是研究经费都集中在这东西上面


基本上,没什么可以用的。或者用上的和“纳米”本身关系不大。
反正大家好讨生活嘛。
原帖由 eeyylx 于 2008-12-25 12:32 发表
除了纳米薄膜还没件什么实用的纳米技术


其实叫不叫纳米薄膜没实质意义。研究薄膜的早就有了,超晶格也早就有了。所以以前搞薄膜的,很不屑于和现在这些搞纳米的人说话。
yaoyuan7310 发表于 2008-12-25 08:50

yaoyun7310老大,我们是一个圈子的人,在纳米领域真是感触太深了。:D