报告题目：2020年之后的电子学：碳基电子的机遇与挑战

报 告 人：彭练矛，北京大学教授

报告时间：2018-05-31 16:00

报告地点：理科楼郑裕彤讲堂

报告摘要：随着硅基微电子器件尺度进入深亚微米后，后摩尔时代非硅电子学的发展备受瞩目。国际半导体技术路线图(ITRS)委员会2005年明确指出硅基CMOS技术将在2020年左右达到其性能的绝对极限。在可能的下一代技术中，ITRS委员会基于其新材料和新器件工作组的系统研究和推荐，2009年明确向半导体行业推荐碳基电子学，作为可能在未来10-15年显现商业价值的下一代电子技术，并给出了详尽的路线图和碳纳米管材料挑战。面向后摩尔时代，北京大学于1999年组建了碳基纳电子材料与器件研究团队。经过近二十年的努力，该团队在碳基电子器件相关材料和制备工艺的研究中取得系列突破，基本解决了ITRS给出的碳管材料挑战，发展了一整套碳管CMOS集成电路和光电器件的制备新技术，成为下一代信息处理技术强有力的竞争者；其核心为放弃掺杂，通过控制电极材料达到选择性地向晶体管注入电子或空穴，实现晶体管极性的控制，并首次制备出高性能对称碳管CMOS电路。2017年，首次基于碳管实现了栅长为5纳米的CMOS器件，证明器件在本征性能和功耗综合指标上相对硅基器件具有10倍以上的综合优势，并接近由量子测不准原理决定的电子器件理论极限。该团队的上述工作，2015年被Nature Index China选做北京的代表性创新工作之一，称其“代表着计算机处理器的未来”；2017年又被选为封面文章《中国的蓝芯未来》重点报道。《人民日报》（海外版）在《中国芯走出自强路》专文中评价该团队碳管晶体管的工作“是中国信息科技发展的一座新里程碑”。