[發明專利]石墨烯器件

有效

• 申請號: 201210050646.1
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN103296071A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 梁擎擎;鐘匯才;朱慧瓏;金智;劉新宇;陳大鵬;葉甜春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/66
• 分類號: H01L29/66;H01L29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及集成電路設計領域，更具體地說，涉及一種石墨烯器件。

背景技術

目前，集成電路的設計多是基于硅半導體的CMOS器件，而隨著科技的發展，對集成電路的性能如速度等提出了更高的要求，開發新的具有更高載流子遷移率的材料體系和新的技術手段來進一步延展摩爾定律和超越硅CMOS(Beyond?Si-CMOS)，推進集成電路技術的發展。

石墨烯材料以其優異的物理性質得到了廣泛的關注，比如其高的載流子遷移率、高導電性能以及高導熱性能等，是被人們很看好的一種碳基材料。雖然石墨烯材料展現出了很多優異的物理特性，但如何設計出基于石墨烯的器件/電路，如多路選擇器及多路分配器的設計，仍是研究中的重點。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種石墨烯器件，實現基于石墨烯的多路選擇/多路分配器件的設計。

為實現上述目的，本發明實施例提供了如下技術方案：

一種石墨烯器件，包括：多條石墨烯通道及柵，其中，所有石墨烯通道的一端連接在同一個端點，所有石墨烯通道與柵接觸電連接，石墨烯通道與柵的夾角互不相同。

可選地，石墨烯通道從所述端點以發射狀分布。

可選地，所述柵為一條。

可選地，所述柵為多條，分別與不同的石墨烯通道接觸電連接。

可選地，所述石墨烯通道為單層石墨烯薄膜。

可選地，所述端點為輸入端，石墨烯通道的另一端分別接不同的輸出端。

可選地，所述端點為輸出端，石墨烯通道的另一端分別接不同的輸入端。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：

本發明實施例的石墨烯器件，石墨烯通道與柵接觸電連接，石墨烯通道與柵的夾角互不相同，這樣，由于不同的石墨烯通道的入射波角度不同，使每條石墨烯通道具有不同的隧穿幾率，使每條石墨烯通道具有不同的導通條件，可以作為多路選擇器或多路分配器等器件。

附圖說明

通過附圖所示，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1為根據本發明實施例的石墨烯器件的結構示意圖；

圖2為根據本發明又一實施例的石墨烯器件的結構示意圖；

圖3為石墨烯材料的入射波角度θ示意圖；

圖4為在不同的勢壘高度下隨入射波角度θ變化的隧穿率曲線圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。

本發明提出了一種石墨烯器件，參考圖1、圖2所示，包括：多條石墨烯通道100-1-100-4及柵300，其中，所有石墨烯通道100-1-100-4的一端連接在同一個端點200，所有石墨烯通道100-1-100-4與柵300接觸電連接，石墨烯通道100-1-100-4與柵300的夾角θ₀-θ₃互不相同。

根據研究表明，對于石墨烯材料，電子穿過勢壘時，其隧穿率同入射波與勢壘的夾角有關，只有在勢壘高度及入射波角度為某一特定值的時候，隧穿率為1，也就是說，為100％隧穿。

如圖3所示，入射波角度θ為入射波同勢壘的夾角，如圖4所示，為在不同的勢壘高度下，隨入射波角度θ變化的隧穿率曲線圖(參考自：M.I.Katsnelson，et.al.，Nature?Physics?2，pp.620-625，2006)，曲線A為勢壘高度為200mv，曲線B為勢壘高度為285mv，可以看出，不同勢壘高度下，只有特定的角度的隧穿率為1，如勢壘高度為200mv的0°、+/-40°左右時，勢壘高度為285mv的0°、+/-70°左右時，也就是說，在同一勢壘高度下，特定的入射波角度θ能達到完全隧穿。