北京時間01月21日消息，中國觸摸屏網訊，在通道層采用石墨烯的高速晶體管開發方面非常積極的企業之一是美國IBM公司。該公司曾于2008年開發出了若干個石墨烯晶體管，并在2010年12月的國際學會“IEDM 2010”上發布了柵長240nm、截止頻率為230GHz的石墨烯FET等，在相關研發活動中一直位于******地位。

　　不過近期有不少競爭對手正在奮起直追IBM。比如韓國三星技術研究所（Samsung Advanced Institute of Technology，SAIT）。SAIT在IEDM 2010上發布了截止頻率為202GHz（柵長為180nm），直逼IBM公司的石墨烯FET。另外，日本產業技術綜合研究所、富士通研究所、NTT物性科學基礎研究所和美國波音公司（Boing）與美國通用公司的共同研究機構美國休斯研究所（HRL Laboratories, LLC）等眾多研究機構和企業也都紛紛加入了開發競爭的行列。

　　2年時間性能提高10倍

　　實際上，目前***快的石墨烯晶體管既不是出自IBM公司、也不是出自三星公司，而是美國加州大學洛杉磯分校（University of California, Los Angeles，簡稱UCLA）制作的晶體管。UCLA曾于IEDM 2010之前的2010年9月在學術雜志《Nature》上發表了截止頻率為300GHz（柵長為144nm）的石墨烯FET。300GHz的截止頻率可以與采用GaAs和InP等化合物半導體的晶體管相匹敵。

　　不過，UCLA的石墨烯FET所采用的元件構造和材料略顯獨特，例如柵電極材料采用以Al2O3涂覆的Co2Si納米線。

　　無論是哪個公司進行開發，惹人注目的是開發速度都非?？?。比如，IBM公司柵長150nm、截止頻率為26GHz的石墨烯FET是在2008年12月的IEDM上發布的。從那時起還不到兩年時間，截止頻率提高了10倍左右。如果繼續這樣發展下去，到2011年中期采用化合物半導體的晶體管的截止頻率可能會超過600GHz，到2011年12月，截止頻率可能會提高到1THz。

　　以THz頻率工作的晶體管連接電和光

　　各公司為何紛紛傾向于利用石墨烯的高速晶體管開發呢？其原因之一在于如果開發出以THz頻率工作的晶體管，能夠使迄今在技術方面有很大不同的電子和光子、也是電和光的控制技術實現無縫連接。

　　近期，NEC等開發出了通過名為太赫茲波的波長為0.1mm左右的電磁波制作圖像傳感器等的技術。雖然在這種情況下電磁波頻率為3THz，但目前還未開發出能夠以該頻率工作的晶體管，因此大多應用于“光學方面”，******地說是紅外線收發技術方面。不過，由于作為受光元件使用的輻射熱測量計 (Bolometer)的響應時間長達10μs，因此不能應用于“太赫茲波通信”用途。

　　要充分利用太赫茲波所具有的潛力和信息量，需要能像手機電子電路一樣在THz頻率下工作的光收發元件、控制電路和信號處理電路。反之，如果能夠實現這個條件，超過毫米波通信的幾十G～幾百Gbit/秒的超高速通信便成為可能。

　　積極進行這一方面開發的研究機構之一是美國國防部研究計劃局（DARPA）。DARPA在名為“Carbon Electronics for RF Applications（CERA）”的項目中，提出了到2013年實現以500GHz頻率工作的石墨烯FET的實用化的目標。要使工作頻率達到 500GHz，一般情況下截止頻率需要達到其3倍、也是1.5THz，不過從迄今石墨烯FET呈現出的高速發展態勢來看，實現可能性非常大。

　　應用于光學元件非常容易？

　　除高速晶體管外，石墨烯作為光學方面的技術也具有很大的應用前景。具體來說，如果活性層材料采用石墨烯，包括紫外線、可見光、紅外線和太赫茲波在內帶寬非常大的波長的激光振蕩便越來越可能。雖然此處主要探討的是作為光學方面技術的應用，不過也有研究人員斷言“雖然在石墨烯晶體管用途方面還存在一些課題，但作為光學元件來說幾乎不存在什么課題”（日本東北大學電氣通信研究所尾辻泰一教授）。

　　在這一領域目前也有非常多的研究機構在積極推進開發。其中日本東北大學、英國劍橋大學和新加坡南洋理工大學(Nanyang Technological University)等目前在研發方面處于******地位。

　　除晶體管之外，如果發光元件等也能用石墨烯制作，材料本身無需再使用高價化合物半導體，同時還可大幅降低整個元件的成本。