基于贝纳尔堆叠双层石墨烯的高性能射频放大器和混频器

2018年5月31日，《美国化学会—应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）刊发了国家脉冲强磁场科学中心吴燕庆教授课题组的关于高性能贝纳尔堆叠双层石墨烯射频器件的研究成果。该论文标题为“High-Performance CVD Bernal-Stacked Bilayer Graphene Transistors for Amplifying and Mixing Signals at High Frequencies”，吴燕庆教授为论文通讯作者，光电学院2015级博士生田猛串为第一作者，其余作者包括课题组成员李学飞，李调阳，高庆国，熊雄，胡倩澜，王梦飞与王欣。

       石墨烯材料超高的迁移率和超高的饱和速度使其在射频器件方面有着巨大的应用潜能。文献报道的石墨烯晶体管截止频率已经超过400 GHz. 但石墨烯晶体管较差的饱和特性限制了其在高增益放大器和混频器电路方面的应用。在本工作中，我们首次报道了基于化学气相沉积方法生长的高质量贝纳尔堆叠双层石墨烯制作的高性能射频器件。在双栅电场的调控下，双层石墨烯的带隙超过40 meV，在输出特性曲线中表现出优异的饱和特性。制作的射频晶体管在5.6 GHz的频率下功率增益超过0 dB。与此同时，基于贝纳尔堆叠的双层石墨烯有源混频器实现了-7 dB的变频增益，是文献报道的石墨烯混频器的最佳值，且达到了商用三五族半导体混频器的水平。本文推动了石墨烯晶体管在高增益微波电路方面的应用。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b04065