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第四百一十章:性能优异的石墨烯晶圆

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半导体材料的电导率(电阻率的倒数)的大小。

第二,它影响器件的工作频率。

很多人应该都听说过芯片的‘超频’,特别是一些个人电脑爱好者。

超频指的是把一个电子配件的时脉速度提升至高于厂方所定的速度运作,从而提升性能的方法。

通过超频,可以让电脑的性能更加优秀。

比如英特尔系列的酷睿i系列cpu,通过超频手段能做到跨级别性能对比。

同代的i3处理器,在超频下,性能堪比同代i5,甚至超越。

但超频有一个坏处,它就跟人体长时间高负荷的劳动一样,容易累到累进医院。

所以对于芯片的寿命有很大的影响。

而石墨烯单晶材料的优越性,在这一方面体现的淋漓尽致。

正因为石墨烯具有如此高的载流子迁移率,使得其可应用于超高频器件,使得thz成为可能(硅基芯片无论再怎么提升,其高频也只能做到ghz级别)。

如在典型的100 nm通道石墨烯晶体管中,载流子在源漏之间传输只需要0.1 ps。

除此之外,这一份石墨烯单晶材料的热导率为3800 w/(m·k),是目前人工合成可用于电子器件中最高的。

相比之下,单晶硅的热导率只有250w/(m·k),两者之间的差距有多大,一眼就能看出来。

而高热导率,对于大功率器件的界面散热作用显著,毕竟热量能及时传递出去。

这能够提高器件效率、延长器件寿命,有望用于集成电路的热管理。

无论是高载流子迁移率还是高热导率,都可以看出石墨烯单晶材料的优秀性能。

这是硅基芯片无可比拟的。

当然,有性能优异的地方,自然就有性能低下的地方。

石墨烯单晶材料的超高电子载流子迁移率来源于它本身缺乏固有带隙性。

而缺乏固有带隙限制了石墨烯在逻辑电路中的应用。

其实这一点相当容易理解,在石墨烯中运行的电子,就好像在高速公路上运行的汽车一样,一座座的收费站,是电子的开关,它引导每一颗电子前往的位置。

而石墨烯单晶材料,是一条比硅基芯片更加宽广的高速公路,但这条高速公路上没有收费站。

这导致在上面行驶的汽车,也就是电子,可以随意乱跑。

这是碳基芯片中使用


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