Flexibler Heteroübergangstransistor auf Graphenbasis für den Betrieb bei einer Frequenz von mehreren Hundert Gigahertz

Um die heutigen Datenübertragungs- und -verarbeitungsgeschwindigkeiten zu erhöhen, müssen Transistoren, der Hauptbaustein von Berechnungen, mit sehr hohen Frequenzen arbeiten, idealerweise mit mehreren hundert Gigahertz. Gleichzeitig erfordert das zunehmende Interesse am Internet der Dinge (IoT) den Einsatz flexibler Elektronik, um dessen Reichweite weiter zu erhöhen. Diese Anforderungen erfordern die Erforschung neuer Materialien, innovativer Kombinationen und Architekturen, um den Weg zu flexibler Elektronik zu öffnen, die bei hohen Frequenzen arbeitet.

Große Transitzeiten an der Basiselektrode sind ein limitierender Faktor bei der Erhöhung der Betriebsfrequenz von Bipolartransistoren. Graphen, ein 2D-Material, ist ein extrem dünnes Material mit hoher Elektronenbeweglichkeit, das aufgrund seiner Monolage die Transitzeit verringern kann. Darüber hinaus ist Graphen in der Lage, mechanischen Verformungen zu widerstehen, was seine mögliche Verwendung in der flexiblen Elektronik erleichtert.

Ziel dieses DFG-Projekts ist es, die Verwendung von Graphen als Basiselektrode in flexiblen bipolaren Transistorarchitekturen zu untersuchen. Dazu wird aus hydriertem amorphem Silizium (a-Si:H), einem bereits in der flexiblen Elektronik verwendeten Material, mit Graphen eine elektronische Barriere erzeugt, die stark von der angelegten Spannung und Polarität abhängt. Das IHP untersucht gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden und deren Expertise in der Abscheidung und Kontrolle der elektronischen Eigenschaften von a-Si:H die Verwendung beider Materialien für die Herstellung von flexiblen Hochfrequenztransistoren.

Finanzierung

Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1796 FFlexcom gefördert.

Projektpartner

  • Technische Universität Dresden

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