Автор: AZoNano 9 мая 2019

Высокоэффективная линия передачи на основе графена с повышенной скоростью работы электронов по сравнению с использованием существующего металла на высокой частоте была разработана Департаментом информационно-коммуникационной инженерии DGIST.

Предполагается, что это будет в значительной степени способствовать созданию высокоскоростных полупроводниковых и коммуникационных устройств следующего поколения с гораздо более высокой скоростью обработки по сравнению с существующими.

В четверг, 2 мая ^и 2019 г., DGIST объявил, что группа профессора Чже Юн Янга изучила высокочастотные характеристики передачи однослойного графена в Департаменте информации и коммуникаций и создала высокую – высокочастотная линия передачи, которая привела к увеличению концентрации устройства в графене. Результаты исследования продемонстрировали характеристики высокочастотной передачи со значительным улучшением, которое может заменить металл, используемый в существующей высокоскоростной обработке полупроводников, и в будущем ожидается его перспективное использование в качестве линии передачи графена.

Высокая интеграция и высокая скорость полупроводниковых устройств сделали сопротивление металлической проволоки, в которой сигналы между устройствами, увеличиваются геометрически, достигая предела допустимой плотности тока. Чтобы преодолеть эту проблему, наноструктуры на основе углерода, такие как углеродные нанотрубки и графен, которые считаются заменой существующим металлам, привлекли внимание как новые материалы следующего поколения.

Тем не менее, графен состоит из гексагональной матрицы углерода с электрической проводимостью, которая в 100 раз лучше, чем у меди, толщиной менее 0,3 нм и подвижностью электронов, которая в 100 раз быстрее, чем у кремния. Поэтому его называют электронным материалом, который можно использовать вместо существующих полупроводниковых материалов и металлов. Однако чистый графен имеет концентрацию устройства всего 1012 см ^-2 с тонкими структурными характеристиками нанометра, что приводит к чрезвычайно высокой устойчивости графена.

Чтобы решить такие проблемы, команда под руководством профессора Янга провела исследование по улучшению характеристик высокочастотной передачи графена путем улучшения концентрации устройства в графене. Команда увеличила концентрацию графена в устройстве и улучшила его электрические характеристики, объединив графен и аморфный углерод. Высокочастотная передача улучшенного графена составляла -8 дБ, что может быть аналогом металлических нанолиний с сотнями наноразмеров.

Кроме того, группа доказала, что недостатки в графене уменьшают высокочастотную передачу графена и создали новый, стабильный метод легирования, который уменьшил внутренние дефекты. Этот новый метод легирования улучшил концентрацию графена в приборе на 2 × 1013 см ^-2 и продемонстрировал стабильные тепловые свойства и электрические характеристики.

Высокочастотная линия передачи графена, созданная исследовательской группой профессора Янга, показала высокую эффективность передачи сигнала и стабильные рабочие характеристики, которые можно применять для обработки металлических проводов в существующей полупроводниковой промышленности, а также в интегральных схемах следующего поколения.

Наряду с технологией устройства, линия передачи является очень важной технологией в области исследований полупроводников. Мы разработали базовую базовую технологию, которая может улучшить высокочастотную передачу графена, которая может быть использована в качестве линии передачи следующего поколения. Благодаря результатам исследований сходимости, проведенных экспертами в области наноинженерии, электронной техники и физики, мы рассчитываем использовать графен в высокочастотных цепях, таких как MMIC и RFIC .

Профессор Jae Eun Jang, Департамент информационно-коммуникационных технологий, DGIST

Это исследование было проведено при поддержке Министерства науки и ИКТ и проекта фундаментальных исследований Национального исследовательского фонда Кореи, и оно было выбрано для публикации в качестве обложки Расширенные функциональные материалы всемирный международный журнал в области материаловедения.