Полевой СВЧ-транзистор с графеновым каналом

Графен — первый известный двумерный кристалл, перспективный для использования в электронных приборах благодаря уникальным электрофизическим свойствам, таким как: высокая подвижность носителей заряда до 2∙10⁵ см²/В∙с и нулевой шириной запрещенной зоны Eg = 0 эВ [1].

Отсутствие запрещённой зоны — проблема для создания транзистора как логического элемента. Для радиочастотного графенового полевого транзистора (RF-GFET) высокая подвижность зарядов существенно важнее, чем возможность перекрытия канала. Существуют рабочие образцы RF-GFET с частотой среза в диапазоне от 26 до 40 ГГц [2] и может достигать 1 ТГц [3].

Одна из важнейших задач при создании RF-GFET - контроль характеристик, таких как: зависимость проводимости канала и частоты среза f_Т от затворного напряжения, максимальная рабочая частота f_MAX, связанная с частотой среза f_Т, матрица рассеяния (s-матрица) при различных режимах работы и добротность.

Для реализации СВЧ-измерений на одной и той же пластине необходимо помимо транзисторной структуры предусмотреть калибровочные меры, обеспечивающие идентичность стехиометрии, толщин и свойств материалов, из которых изготавливается структура. Основными калибровочными мерами при проведении планарных измерений чаще всего выбираются [4]: проходной переход; стандарт отражение – разомкнутая или короткозамкнутая линия, одинаковая на обоих испытательных портах; линейный стандарт. Такой набор мер позволяет определить и учесть при обработке результатов измерений согласование переходов на планарную структуру, комплексный коэффициент распространения СВЧ-сигнала в тракте, а также зафиксировать отсчётную плоскость.

Научный руководитель - к. ф.-м.н., Иржак А.В. 

Рисунок 1 – Модели структур, реализуемых на подложке с RF-GFET

 

Список литературы:

1. K. S. Novoselov and A. K. Geim: "The electronic properties of graphene".– University of Manchester, - 14 January 2009 – 54p
2. Jenkins K. A., Lin Y.-M., Farmer D., et. all:  Graphene RF Transistor Performance // IBM T. J. Watson Research Center, 28 (5) 3-13 (2010)
3. Sergey Mikhailov: "Physics and applications of graphene experiments".– Publisher: InTech, 2011 – 540p,
4. М. Хибель «Основы векторного анализа цепей» – пер.с англ. С.М. Смольского; под ред. У. Филлипп. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 500с.