En 1947, le premier transistor, un transistor à jonction bipolaire (BJT), a été inventé dans le laboratoire Bell et a depuis conduit à l'ère des technologies de l'information. Au cours des dernières décennies, il y a eu une demande persistante pour un fonctionnement à plus haute fréquence pour un BJT, conduisant à l'invention de nouveaux dispositifs tels que les transistors bipolaires à hétérojonction (HBT) et les transistors à électrons chauds (HET). Les HBT ont permis des opérations térahertz, mais leur fréquence de coupure est finalement limitée par le temps de transit de base; pour les HET, la demande d'une base mince sans trous d'épingle et avec une faible résistance de base entraîne généralement des difficultés dans la sélection et la fabrication des matériaux.

Récemment, des chercheurs ont proposé le graphène comme matériau de base pour les transistors. En raison de l'épaisseur atomique, la base de graphène est presque transparente au transport d'électrons, conduisant à un temps de transit de base négligeable. À la fois, la mobilité remarquablement élevée des porteurs du graphène bénéficiera à la résistance de base par rapport à un matériau en vrac mince. Les transistors à base de graphène (GBT) utilisent généralement un émetteur tunnel qui émet un électron à travers un isolant. Cependant, la hauteur de barrière potentielle de l'émetteur limite sérieusement la fréquence de coupure. Une étude théorique a indiqué qu'un émetteur Schottky peut résoudre cette limitation potentielle de la barrière.

Une équipe de chercheurs de l'Institute of Metal Research, Académie chinoise des sciences, a construit le premier transistor à base de graphène avec un émetteur Schottky, qui est un transistor silicium-graphène-germanium. En utilisant une membrane semi-conductrice et un transfert de graphène, l'équipe a empilé trois matériaux dont une membrane Si monocristalline supérieure de type n, un graphène monocouche intermédiaire (Gr) et un substrat Ge inférieur de type n.

Par rapport aux émetteurs tunnel précédents, le courant passant de l'émetteur Si-Gr Schottky indique le courant passant maximum et la plus petite capacité, conduisant à un temps de retard supérieur à 1, 000 fois plus court. Ainsi, la fréquence de coupure alpha du transistor devrait passer d'environ 1 MHz en utilisant les émetteurs tunnel précédents à plus de 1 GHz en utilisant l'émetteur Schottky actuel. Le fonctionnement THz est prévu en utilisant un modèle compact d'un appareil idéal. Le comportement électrique et l'activité physique du transistor de travail sont discutés en détail dans l'article publié dans Communication Nature .

Avec une ingénierie plus poussée, le transistor vertical semi-conducteur-graphène-semi-conducteur est prometteur pour les applications à grande vitesse dans la future intégration monolithique 3-D en raison des avantages de l'épaisseur atomique, grande mobilité des transporteurs, et la haute faisabilité d'un émetteur Schottky.