当前课程知识点:2015年清华大学研究生学位论文答辩(一) > 第3周 水利系、微纳电子系、工物系、材料学院、医学院、法学院 > 微纳电子系-田禾 > 论文摘要
返回《2015年清华大学研究生学位论文答辩(一)》慕课在线视频课程列表
基于石墨烯的新型微纳电子器件研究
博士研究生:田禾
指导教师:任天令 教授
所属院系:微电子与纳电子学系
随着Moore’s law的发展,晶体管沟道尺寸不断等比例缩小。微纳电子技术已进入14nm节点,然而随着厚度进一步的下降,传统硅基材料迁移率会显著降低。以石墨烯为代表的二维材料具有优异的迁移率,有望支持More Moore的发展,并且石墨烯具有优异的力、热、光、电特性,有望在More than Moore方向取得突破。本论文以基于石墨烯的新型微纳电子器件研究为核心,从石墨烯器件的材料制备、性能表征、物理机制、器件集成方面开展较为系统的研究,获得了一系列基于石墨烯的新型晶体管、存储器、声源器件、力学传感器、发光器件、热整流器等,拓展了石墨烯器件的研究空间,为新一代微纳器件技术的发展奠定了基础。
论文首先研究了石墨烯材料的制备及图形化。提出了在绝缘基底上直接生长石墨烯技术,获得了具有较高迁移率的石墨烯微米条带。通过激光照射悬空石墨烯,调控了石墨烯形状。采用了激光直写石墨烯技术,可通过单步工艺实现大面积石墨烯的生长和图形化,可作为石墨烯器件的一体化加工平台。
其次,研究了新型石墨烯晶体管和存储器。提出了石墨烯与二硫化钼构成的异质结晶体管,结合了石墨烯高迁移率和二硫化钼宽带隙的优势,晶体管具有高迁移率和高开关比,理论预计进一步降低EOT可突破传统晶体管亚阈值斜率的限制。将石墨烯引入阻变存储器中,大幅降低了存储器的功耗,并通过石墨烯结合拉曼表征揭示了阻变存储器中氧离子移动的机制。还采用激光直写法实现了具有Fin结构的石墨烯阻变存储器,具有柔性和低工作电压的特点。并提出了栅控阻变存储器,结合双层石墨烯和栅控实现了存储窗口可调。
另外,研究了新型石墨烯传感器和执行器。实现了柔性和透明的石墨烯声源器件,在宽频域内具有平坦的声输出,并实现了新型石墨烯耳机。实现了具有高灵敏度的石墨烯应力传感器和压力传感器,并验证了能量收集,并在石墨烯中观察到巨压电效应,压电系数比传统压电体材料高两个数量级。在石墨烯中观察到了电致发光现象,并实现了发光波长可调,对于当代发光器件具有重要价值。还结合材料不对称结构和声子输运整流特性,实现了石墨烯热整流器。
最后,研究了新型石墨烯器件片上集成方法,建立了一套将版图图形等比例转换为激光直写图形的设计方法,实现了晶圆级、高性能和低成本的石墨烯器件组,片上集成了石墨烯晶体管阵列、光电探测器阵列以及扬声器,有望推动石墨烯微纳电子器件的发展。
返回《2015年清华大学研究生学位论文答辩(一)》慕课在线视频列表
-化工系-侯瑞君
--答辩人侯瑞君简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-化工系-靖宇
--答辩人靖宇简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-化工系-申春
--答辩人申春简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-热能系-周会
--答辩人周会简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-航院-李京阳
--答辩人李京阳简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
--导师点评
--个人感言
-土木系-安钰丰
--答辩人安钰丰简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-机械系-刘向
--答辩人刘向简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-机械系-白鹏
--答辩人白鹏简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-自动化系-黄高
--答辩人黄高简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-自动化系-江奔奔
--答辩人江奔奔简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-自动化系-杨霄
--答辩人杨霄简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-自动化系-王圣尧
--答辩人王圣尧简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-交叉信息学院-顾钊铨
--答辩人顾钊铨简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
--导师点评
--个人感言
-水利系-武明鑫
--答辩人武明鑫简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-微纳电子系-田禾
--答辩人田禾简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-工程物理系-付明
--答辩人付明简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-工程物理系-刘飞翔
--答辩人刘飞翔简介
--论文摘要
--答辩陈述
-材料学院-李洒
--答辩人李洒简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-医学院-江力玮
--答辩人江力玮简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-医学院-左腾
--答辩人左腾简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果
-法学院-王一超
-- 答辩人王一超简介
--论文摘要
--答辩陈述
--问答及答辩结果