低维碳材料的热电子发射及其在真空电子学的应用

• 作者: 吴功涛 李志伟 王雨薇 魏贤龙
• 来源期刊: 真空电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 微型真空电子三极管 碳纳米管 石墨烯 微型热阴极 石墨烯真空三极管
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 纳米真空电子器件专辑
• 页码范围: 6-12,57
• 页数: 8页
• 分类号: TN32
• 字数: 4649字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16540/j.cnki.cn11-2485/tn.2018.03.02

摘要

真空电子器件的微型化是真空电子学的一个重要发展趋势.随着微纳加工技术的发展和新材料的发现与应用,纳米尺度真空沟道三极管取得了一定的进展.当前实现真空三极管微型化的主要手段还是基于场发射的阴极,而场发射对发射部位原子结构的强依赖决定了在集成时不可避免遇到均一性和稳定性差的问题.我们发现了碳纳米管和石墨烯具有不同于传统热电子发射的热发射新机制,基于半导体微加工技术,利用石墨烯和碳纳米管作为电子发射材料,实现了热阴极的微型化、片上化和阵列化,并进一步利用石墨烯微型热阴极实现了一种新结构的石墨烯真空三极管.石墨烯微型热阴极具有工作电压低(2～4 V)、响应时间短(＜1 μs)、发射电流可大幅度调制、可控性好等特点.石墨烯真空三极管的开关比高达106,亚阈值斜率仅为120 mV/dec,工作电压不足10 V,与石墨烯固态三极管相当.我们还演示了石墨烯真空三极管的片上集成,将两个单极性石墨烯真空三极管集成在一起实现了双极性的真空电子器件.由于石墨烯真空三极管具有开关性能好、工作电压低、可集成等特点,未来有望基于石墨烯真空三极管实现更复杂的器件和真空集成电路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李志伟	北京大学电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室	4	10	1.0	3.0
2	吴功涛	北京大学电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室	1	0	0.0	0.0
3	王雨薇	北京大学电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室	1	0	0.0	0.0
4	魏贤龙	北京大学电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室	4	0	0.0	0.0