由中国科学院金属研讨所刘驰研讨员、孙东明研讨员和成会明院士主导，与任文才团队和北京大学张立宁团队协作，经过可控调制热载流子来进步电流密度，创造了一种由石墨烯和锗等混合维度资料构成的“热发射极”晶体管，并提出了一种全新的“受激发射”热载流子生成机制。该项研讨成果于8月15日以论文方式宣布在《天然》期刊上。
晶体管是集成电路的根本单元。跟着晶体管尺度的不断缩小，其逐渐开展的技能应战日益增多。因而，探究具有新作业原理的晶体管，已成为进步集成电路功用的要害。晶体管可以调控由电子或空穴等载流子构成电流的巨细。在通常情况下，载流子与周围环境处于热平衡状况，称为“稳态”；但经过电场加快等办法，能进步载流子的能量，使其成为“热载流子”。若可以有用控制这种高能的热载流子，并进步其浓度，将有望逐渐进步晶体管的速度和功用。石墨烯等低维资料凭仗其原子级厚度、优异的电学与光电功用，以及无外表悬键等特性，易于与其他资料构成异质结，由此发生丰厚的能带组合，为热载流子晶体管的开展供给了全新思路。
据了解，此次研讨成果新式晶体管由两个耦合的“石墨烯/锗”肖特基结组成。载流子由石墨烯基极注入，随后分散到发射极，并激宣布受电场加热的载流子，因而导致电流飞速添加。这一规划完成了低于1 mV/dec的亚阈值摆幅，突破了传统晶体管的玻尔兹曼极限（60 mV/dec）。此外，该晶体管在室温下还表现出峰谷电流比超越100的负微分电阻，展示出其在多值逻辑核算中的使用潜力。
该作业拓荒了晶体管器材研讨的新领域，为热载流子晶体管宗族增添了新成员，并有望推进其在未来低功耗、多功用集成电路中大规模的使用。