布法罗大学的研究人员正在报告一种由石墨烯和复合二硫化钼制成的新型二维晶体管，它可以帮助开创计算的新纪元。

正如在下周即将举行的2020 IEEE国际电子设备会议上接受的论文中所描述的那样，晶体管需要的电流是目前半导体的一半。它的电流密度也大于正在开发的类似晶体管。

这种以更低的电压工作和处理更多电流的能力是满足对新型耗电纳米电子设备（包括量子计算机）的需求的关键。

“需要新技术来扩展电子系统在功率，速度和密度方面的性能。该下一代晶体管可以在消耗少量能量的同时快速切换。”该论文的主要作者，UB工程与应用科学学院（SEAS）电气工程助理教授李华敏博士说。

该晶体管由单层石墨烯和单层二硫化钼或MoS2组成，MoS2是称为过渡金属硫族化物的一组化合物的一部分。石墨烯和MoS 2堆叠在一起，装置的总厚度约为1纳米-相比之下，一张纸约为100,000纳米。

晶体管的插图，其中包括石墨烯（黑色六边形）和二硫化钼（蓝色和黄色分层结构）。

尽管大多数晶体管在十年的电流变化中需要60毫伏，但这种新器件的工作电压为29毫伏。

之所以能够做到这一点，是因为石墨烯的独特物理特性使电子在从石墨烯注入MoS 2通道时保持“冷态” 。此过程称为狄拉克源注入。电子被认为是“冷”的，因为它们需要的电压输入少得多，因此降低了晶体管的功耗。

Li说，晶体管的一个更重要的特征是，与基于2D或3D沟道材料的传统晶体管技术相比，它能够处理更大的电流密度。如研究中所述，该晶体管每微米可以处理4微安。

晶体管说明了巨大的潜在2D半导体及其引入节能纳米电子设备的能力。这最终可能会导致量子研究和发展的进步，并有助于扩展摩尔定律。”共同主要作者，SEAS和UB艺术学院联合计划材料设计与创新系助理教授费飞博士说。