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IF=10!北京大学Li, Ren最新SCI

论论资讯 | 2024-02-28 1热度

ACS Applied Materials & Interfaces

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Improving Carbon Nanotube-Based Radiofrequency Field-Effect Transistors by the Device Architecture and Doping Process

Ren Li; Zhou Jianshuo; Pan Zipeng; Li Haitao; Ding Li; Zhang Zhiyong; Peng Lian-Mao

Published:2024-02-27
DOI:10.1021/acsami.3c19479

研究背景

在当今社会中,无线电频率(RF)电子设备已经成为我们生活中不可缺少的一部分。然而,传统的RF电子设备使用的材料和工艺存在一些局限性,因此需要寻找新的材料和技术来进一步提高设备性能。碳纳米管(CNT)因其高迁移率和小电容等优良电学性能,被认为是未来RF电子设备的有力候选材料。但是,CNT材料和制备工艺的发展虽然取得了很大进展,但设备结构方面的研究却很少被考虑和报道。

研究内容

在这项研究中,研究人员首次将CNT器件结构和相关掺杂工艺相结合,通过协同优化来进一步优化CNT基RF场效应晶体管(FET)。他们使用更成熟的随机取向CNT材料,制备了三种不同器件结构的CNT基RF FET,并采用适当的掺杂方案。研究人员通过仔细和统计地研究这些不同的器件结构和掺杂方案对器件性能的影响,最终得到了比未优化器件具有2-3倍电流密度(跨导)和1.3倍截止频率和最大振荡频率的优化器件。在经过晶体管级验证后,研究人员进一步构建了一个CNT RF放大器,并在X波段应用中展示了几乎10 dB的变换器增益改进。

研究意义

通过将器件结构和掺杂工艺相结合,本研究在CNT基RF FET的性能优化方面取得了重要进展。这项研究不仅为CNT材料和制备工艺的发展提供了新的思路,而且为未来RF电子设备的设计和制造提供了有力的支持。此外,本研究还为CNT RF性能的进一步提高提供了新的思路和方向。

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