En 1947, el primer transistor, un transistor de unión bipolar (BJT), fue inventado en el Laboratorio Bell y desde entonces ha llevado a la era de la tecnología de la información. En décadas recientes, ha habido una demanda persistente de operación de frecuencia más alta para un BJT, conduciendo a la invención de nuevos dispositivos como los transistores bipolares de heterounión (HBT) y los transistores de electrones calientes (HET). Los HBT han habilitado operaciones de terahercios, pero su frecuencia de corte está limitada en última instancia por el tiempo de tránsito base; para los HET, la demanda de una base delgada sin poros y con una baja resistencia de la base suele causar dificultades en la selección y fabricación de materiales.

Recientemente, Los investigadores han propuesto el grafeno como material base para transistores. Debido al espesor atómico, la base de grafeno es casi transparente para el transporte de electrones, lo que lleva a un tiempo de tránsito base insignificante. Al mismo tiempo, la movilidad del portador notablemente alta del grafeno beneficiará la resistencia base en comparación con un material a granel delgado. Los transistores basados ​​en grafeno (GBT) generalmente usan un emisor de túnel que emite un electrón a través de un aislante. Sin embargo, la altura de la barrera de potencial del emisor limita seriamente la frecuencia de corte. Un estudio teórico ha indicado que un emisor Schottky puede resolver esta limitación de barrera potencial.

Un equipo de investigadores del Institute of Metal Research, Academia china de ciencias, ha construido el primer transistor basado en grafeno con un emisor Schottky, que es un transistor de silicio-grafeno-germanio. Usando una membrana semiconductora y transferencia de grafeno, el equipo apiló tres materiales, incluida una membrana de Si monocristalino superior tipo n, un sustrato medio de grafeno de capa única (Gr) y un sustrato de fondo Ge de tipo n.

En comparación con los emisores de túnel anteriores, la corriente del emisor Si-Gr Schottky muestra la corriente máxima y la capacitancia más pequeña, dando lugar a un tiempo de retraso superior a 1, 000 veces más corto. Por lo tanto, Se espera que la frecuencia de corte alfa del transistor aumente de aproximadamente 1 MHz utilizando los emisores de túnel anteriores a más de 1 GHz utilizando el emisor Schottky actual. Se espera un funcionamiento de THz utilizando un modelo compacto de un dispositivo ideal. El comportamiento eléctrico y la actividad física del transistor de trabajo se discuten en detalle en el artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

Con más ingeniería, el transistor semiconductor-grafeno-semiconductor vertical es prometedor para aplicaciones de alta velocidad en la futura integración monolítica 3-D debido a las ventajas del espesor atómico, alta movilidad del portador, y la alta viabilidad de un emisor Schottky.