[发明专利]石墨烯器件

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，更具体地说，涉及一种石墨烯器件。

背景技术

目前，集成电路的设计多是基于硅半导体的CMOS器件，而随着科技的发展，对集成电路的性能如速度等提出了更高的要求，开发新的具有更高载流子迁移率的材料体系和新的技术手段来进一步延展摩尔定律和超越硅CMOS(Beyond Si-CMOS)，推进集成电路技术的发展。

石墨烯材料以其优异的物理性质得到了广泛的关注，比如其高的载流子迁移率、高导电性能以及高导热性能等，是被人们很看好的一种碳基材料。虽然石墨烯材料展现出了很多优异的物理特性，但如何设计出基于石墨烯的器件/电路，如多路选择器及多路分配器的设计，仍是研究中的重点。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种石墨烯器件，实现基于石墨烯的多路选择/多路分配器件的设计。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种石墨烯器件，包括：多条石墨烯通道及栅，其中，所有石墨烯通道的一端连接在同一个端点，所有石墨烯通道与栅接触电连接，石墨烯通道与栅的夹角互不相同。

可选地，石墨烯通道从所述端点以发射状分布。

可选地，所述栅为一条。

可选地，所述栅为多条，分别与不同的石墨烯通道接触电连接。

可选地，所述石墨烯通道为单层石墨烯薄膜。

可选地，所述端点为输入端，石墨烯通道的另一端分别接不同的输出端。

可选地，所述端点为输出端，石墨烯通道的另一端分别接不同的输入端。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例的石墨烯器件，石墨烯通道与栅接触电连接，石墨烯通道与栅的夹角互不相同，这样，由于不同的石墨烯通道的入射波角度不同，使每条石墨烯通道具有不同的隧穿几率，使每条石墨烯通道具有不同的导通条件，可以作为多路选择器或多路分配器等器件。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为根据本发明实施例的石墨烯器件的结构示意图；

图2为根据本发明又一实施例的石墨烯器件的结构示意图；

图3为石墨烯材料的入射波角度θ示意图；

图4为在不同的势垒高度下随入射波角度θ变化的隧穿率曲线图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明提出了一种石墨烯器件，参考图1、图2所示，包括：多条石墨烯通道100-1-100-4及栅300，其中，所有石墨烯通道100-1-100-4的一端连接在同一个端点200，所有石墨烯通道100-1-100-4与栅300接触电连接，石墨烯通道100-1-100-4与栅300的夹角θ₀-θ₃互不相同。

根据研究表明，对于石墨烯材料，电子穿过势垒时，其隧穿率同入射波与势垒的夹角有关，只有在势垒高度及入射波角度为某一特定值的时候，隧穿率为1，也就是说，为100％隧穿。

如图3所示，入射波角度θ为入射波同势垒的夹角，如图4所示，为在不同的势垒高度下，随入射波角度θ变化的隧穿率曲线图(参考自：M.I.Katsnelson，et.al.，Nature Physics 2，pp.620-625，2006)，曲线A为势垒高度为200mv，曲线B为势垒高度为285mv，可以看出，不同势垒高度下，只有特定的角度的隧穿率为1，如势垒高度为200mv的0°、+/-40°左右时，势垒高度为285mv的0°、+/-70°左右时，也就是说，在同一势垒高度下，特定的入射波角度θ能达到完全隧穿。