精華 我科學家最新發明“熱發射極”晶體管，功耗降低、性能提升！

眾所周知，晶體管作為集成電路的基石元素，在當代科技發展中占據著不可或缺的地位。其核心功能在于調控由電子或空穴等載流子構成的電流強度。在常規狀態下，這些載流子與周遭環境維持著熱平衡，即所謂的“穩態”。然而，通過電場加速等創新手段，能夠激發載流子至更高能態，轉化為“熱載流子”，展現出非凡的潛力。

針對這一高能狀態的有效操控與濃度提升，預示著晶體管性能與速度的飛躍性進展。近期，我國科研團隊在這一領域取得了突破性成就——中國科學院金屬研究所成功研發出一種基于石墨烯等先進材料的新型“熱發射極”晶體管，該晶體管通過獨特的“受激發射”機制生成熱載流子，不僅顯著降低了功耗，還賦予了晶體管“負電阻”的非凡特性，為構建更高集成度、功能更全面的電路系統提供了可能。

這一創新設計巧妙融合了雙耦合的“石墨烯/鍺”肖特基結，實現了載流子從石墨烯基極的高效注入與至發射極的擴散，進而在電場作用下激發產生熱載流子，促使電流激增。尤為引人注目的是，該晶體管在性能上實現了對玻爾茲曼極限（60 mV/dec）的超越，達到了低于1 mV/dec的亞閾值擺幅，標志著能效與調控精度的雙重飛躍。

此外，在室溫條件下，該晶體管展現出了超過100的峰谷電流比負微分電阻特性，這一發現為探索多值邏輯計算等前沿領域開辟了新途徑，預示著計算能力的進一步拓展與智能化水平的提升。

綜上所述，我國科學家在熱載流子晶體管領域的這一創舉，不僅豐富了晶體管家族的多樣性，更為未來低功耗、多功能集成電路的發展鋪設了堅實的基石，預示著信息技術新時代的加速到來。