近来，清华大学集成电路学院教授任天令团队在小标准晶体管研讨方面获得打破，初次制备出亚1纳米栅极长度的晶体管，其具有非常杰出的电学功能。相关效果宣布在最新一期《天然》杂志在线版上。

  晶体管是芯片的中心元器件，更小的栅极标准能让芯片上集成更多的晶体管，并提高功能。曩昔几十年，晶体管的栅极标准在摩尔定律的推进下不断微缩。但近年来，跟着晶体管的物理标准进入纳米标准，形成电子迁移率下降、漏电流增大、静态功耗增大等短沟道效应越来越严峻。因而，新结构和新资料的开发火烧眉毛。

  现在干流工业界晶体管的栅极标准在12纳米以上。为进一步打破1纳米以下栅长晶体管的瓶颈，任天令团队奇妙使用石墨烯薄膜超薄的单原子层厚度和优异的导电功能，将其作为栅极，经过石墨烯侧向电场来操控笔直的二硫化钼（MoS2）沟道的开关，以此来完结等效的物理栅长为0.34纳米。

  “在适当长的一段时间内，要打破这一纪录是非常困难的。”纽约州立大学布法罗分校纳米电子学科学家李华民点评道，这项新作业将栅极的标准极限进一步缩小到“仅一层碳原子的厚度”。那么，关于小标准晶体管的研讨，最初怎么想到选用石墨烯资料来打破瓶颈？

  “单层石墨烯厚度仅0.34纳米，因而选用石墨烯作为栅极，可以在必定程度上完结极短的栅极标准。石墨烯自身是平面结构，这就要求沟道是笔直结构，要完结笔直的沟道结构是其间一个难题。别的石墨烯除了侧壁可以栅控，其外表也能栅控，因而屏蔽石墨烯外表电场也是难点，咱们开发出了自氧化铝层来对石墨烯外表电场进行屏蔽。”3月20日，任天令在承受科技日报记者正常采访时表明。

  怎么让1纳米以下栅长晶体管从实验室效果走向产业化？任天令答道：“1纳米以下栅长晶体管仅仅一个维度的标准微缩，未来还需求合作沟道的微缩，而这需求凭借光刻机，比方把沟道标准经过极紫外（EUV）光刻进一步微缩到5纳米，并进一步完结超大规模的芯片。”