石墨烯场效应管基本概念分析-KIA MOS管
石墨烯场效应管概念
场效应管(FET)是一种具有pn结的正向受控作用的有源器件，它是利用电场效应来控制输出电流的大小，其输入端pn一般工作于反偏状态或绝缘状态，输入电阻很高，栅极处于绝缘状态的场效应管，输入阻抗很大。
目前广泛应用的是SiO2为绝缘层的绝缘栅场效应管，称为金属-氧化物-半导体场效应管，简称MOSFET。以功能类型划分，MOSFET分为增强型和耗尽型两种；
其中耗尽型与增强型主要区别是在制造SiO2绝缘层中有大量的正离子，使在P型衬底的界面上感应出较多的负电荷，即在两个N型区中间的P型硅内形成一层N型硅薄层而形成一个导电沟道；
所以在VGS＝0时，有VDS作用时也有一定的ID(IDSS)；当VGS有电压时(可以是正电压或负电压)，改变感应的负电荷数量，从而改变ID的大小。VP为ID＝0时的-VGS，称为夹断电压。
MOSFET的特点是用栅极电压来控制漏极电流。随着微电子集成化的需要越来越高，FET器件的尺寸也越来越小，而普通FET器件散热性受材料本身限制很难有进一步的提高，石墨烯由于其优良的热导率制作出的FET器件-石墨烯场效应管"完美"的解决该问题。
石墨烯场效应管曲线
石墨烯(Graphene)是-种由碳原子以sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。2004 年，石墨烯被成功地从石墨中分离出来。
石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，导热系数高达5300 W/mK，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/Vs， 又比碳纳米管或硅晶体迁移率高，而电阻率只约10-6Ωcm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。
因为它的电阻率极低，电子传输的速度极快，因此被期待为可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或电晶体的材料。
半金属 Graphene不仅具有高载流子浓度和载流子迁移率，亚微米尺度的弹道输运特性和电场调制载流子特性，而且可以在室温下稳定存在，为 Graphene的实用化奠定了基础。
利用Graphene制造的晶体管可以实现低功耗、高频率、小型化等特性。由于 Graphene是半金属性材料 （semi- metal），在狄拉克点处能带交叠，没有带隙，因此很难实现开关特性。为了使Graphene可以应用于晶体管的制造，通过各种方法在 Graphene中形成带隙：
（1）通过对称性破缺场或相互作用等使Graphene简并度降低，朗道能级发生劈裂，在导带与价带之间引入能隙。这方面工作目前主要集中在双层Graphene上，通过掺杂、外加电场以及基底作用诱导等方式引入对称破缺，实现人工调制能隙。
（2）对于弱无序体系，被弱屏蔽的库仑相互作用可以改变带粒子图景，使 Graphene出现能隙（量子霍尔铁磁）。
（3）通过尺寸效应或量子受限 （如Graphene nanoribbons）引入能隙。Barone等人通过密度泛函计算预言，对于手性纳米带，导带与价带间的带隙随着手性角的变化发生振荡。
对于某些类型的Graphene纳米带，通过调节纳米带宽，也可以实现对带隙宽度的调节 （能隙与纳米带宽之间存在反比关系）。
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