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北京大学电子学系碳基电子学研究中心、纳米器件物理与化学教育部重点实验室张志勇-彭练矛课题组与中国科学院苏州纳米与仿生技术研究所赵建文课题组合作，系统地对碳纳米管晶体管进行抗辐照加强设计，制备了对辐照损伤几近免疫的碳纳米管晶体管和集成电路。联合课题组针对场效应晶体管的所有易受辐照损伤的部位采用辐照加强设计，优化晶体管的结构和材料，包括选用半导体碳纳米管作为有源区、离子液体凝胶（Ion gel）作为栅...
北京大学信息科学技术学院电子学系张志勇-彭练矛课题组在用于高性能电子学的高密度半导体阵列碳纳米管研究中取得重要进展（图）
北京大学信息科学技术学院 电子学 张志勇 彭练矛 高性能 电子学 高密度 半导体 阵列碳 纳米管
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2020/5/25
集成电路的发展要求互补金属氧化物半导体（CMOS）晶体管在持续缩减尺寸的同时提升性能，降低功耗。随着主流CMOS集成电路缩减到亚10 nm技术节点，采用新结构或新材料对抗场效应晶体管中的短沟道效应、进一步提升器件能量利用效率变得愈加重要。在诸多新型半导体材料中，半导体碳纳米管具有超高的电子和空穴迁移率、原子尺度的厚度和稳定的结构，是构建高性能CMOS器件的理想沟道材料。已公开的理论计算和实验结果均...
北京大学信息科学技术学院电子学系张志勇、彭练矛教授联合课题组在碳纳米管薄膜晶体管数字电路应用的探索中取得重要进展（图）
北京大学信息科学技术学院 张志勇 彭练矛 教授 碳纳米管 薄膜晶体管 数字电路应用
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2019/5/21
半导体碳纳米管被认为是构建纳米晶体管的理想沟道材料，有望推动未来电子学的发展。在过去的二十多年间，基于碳管的器件和电路得到广泛研究，并在器件物理、性能研究探索、电路制备等领域取得了巨大进展。碳基电子学的进一步发展，特别是碳基集成电路的实用化推进，很大程度上依赖于大面积制备、高半导体纯度的高质量碳纳米管材料。构建碳基集成电路的理想材料是平行排列的高密度半导体碳纳米管阵列，但目前的制备技术仍难以实现。...
北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室彭练矛教授课题组提出利用“金属工程”的策略，通过基于金（Au）设计孔洞状的底层等离激元结构来实现在片光操控。与此同时，由于金膜具有纳米量级的平整度，满足构建顶层有源器件对基片平整度的要求，从而避免机械抛光工艺，简化了制备流程。在制备等离激元结构的同时，采用金制备所有的互联线以及静电栅结构。由于低维半导体材料具有原子层尺寸的厚度，故而器件极...
北京大学电子学系张志勇-彭练矛课题组在《科学》发表狄拉克源晶体管研究成果——实现超低功耗的高性能晶体管（图）
北京大学电子学系 张志勇 彭练矛 课题组 狄拉克源晶体管 超低功耗 高性能晶体管
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2018/7/23
北京大学电子学系、纳米器件物理与化学教育部重点实验室张志勇教授、彭练矛教授课题组重新审视了MOS晶体管亚阈值摆幅的物理极限，提出一种新型超低功耗的场效应晶体管，并采用具有特定掺杂的石墨烯作为一个“冷”电子源，用半导体碳纳米管作为有源沟道，以高效率的顶栅结构构建出狄拉克源场效应晶体管（Dirac source-FET, DS-FET），在实验上实现室温下40 mV/DEC左右的亚阈值摆幅。变温测量结...
近日，北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室胡又凡研究员与彭练矛教授课题组针对超薄柔性电子器件的研究取得重要进展。他们利用碳纳米管网络薄膜作为沟道材料，在超薄柔性衬底上制备出高性能的CMOS电子器件，并成功地将传感集成系统应用于人体信息监测。课题组充分利用碳纳米管电子器件可低温加工的优势，用金属钯和钪作为电极接触，分别注入电子和空穴，在超薄柔性基底上构建CMOS器件和电路，克...
2018年1月2日，在海淀区政府第43次常务会议召开前，北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室、碳基纳米电子学研究中心彭练矛教授受邀以碳纳米管集成电路技术的现状和前景为主题授课。区委副书记、区长戴彬彬主持会议。当前，备受关注的云技术、大数据、人工智能、个性化医疗和健康监控等都离不开芯片的支撑。彭练矛围绕硅基集成电路的发展背景、半导体技术的发展路线、碳纳米管的材料基础与技术挑战...
集成电路芯片遵从摩尔定律，通过缩减晶体管尺寸，不断提升性能和集成度，成本得以降低；然而，进一步发展却受到来自物理极限、功耗和制造成本的限制，需要采用新兴信息器件技术支撑未来电子学的发展。碳纳米管被认为是构建亚10nm晶体管的理想材料；理论和实验研究均表明相较硅基器件而言，其具有5～10倍的本征速度和功耗优势，性能接近由量子测不准原理所决定的电子开关的极限，有望满足后摩尔时代集成电路的发展需求。但是...
北京大学信息科学技术学院彭练矛教授课题组在碳纳米管等离激元集成回路研究中取得重要进展（图）
北京大学信息科学技术学院 彭练矛教授课题组 碳纳米管 等离激元 集成回路 集成电路
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2017/11/13
北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室彭练矛教授课题组系统地发明了一种可完美兼容等离激元结构的无掺杂技术。具体说来，首先采用钯（Pd）金属和钪（Sc）金属分别实现与碳纳米管的p型和n型接触，进而构建碳纳米管二极管和场效应晶体管；与此同时，采用金（Au）来构建等离激元波导。一方面，采用对称电极的高性能碳管晶体管可与Au波导集成形成在片电驱动的表面等离激元（surface pla...
2017年10月19日，英国《自然》增刊《2017自然指数·科学城市》（Nature Index 2017 Science Cities）（第550卷，7676期）出版。该团队发展了一套完整的、具有自主知识产权的碳纳米管CMOS器件和集成电路技术，实现了栅长5纳米的高性能CMOS器件，从而证明器件在本征性能和速度、功耗指标上相对于传统的硅基CMOS器件具有5～10倍的综合优势，并接近由量子力学和热...
集成电路是新一代信息技术产业的重要组成部分。过去数十年间，按照摩尔定律的预测，随着晶体管尺寸不断缩减，芯片的功能越来越强大、集成度越来越高。然而随着10nm技术节点的接近，因受到物理定律、成本等制约而很难进一步提升。2015年，国际半导体技术发展路线图（ITRS）委员会正式宣布摩尔定律将走到尽头，信息技术进入后摩尔时代。学界和业界一直在探索超越互补金属氧化物半导体（beyond CMOS）架构的方...
北京大学信息科学技术学院彭练矛-张志勇教授课题组在《科学》发表5nm碳纳米管CMOS器件研究成果（图）
北京大学信息科学技术学院 彭练矛-张志勇教授课题组 科学 5nm碳纳米管 CMOS器件 集成电路
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2017/3/2
集成电路发展的基本方式在于，在晶体管尺寸缩减的前提下，研制性能更强大、集成度更高、功能更复杂的芯片。目前，主流CMOS（互补金属氧化物半导体）技术将达到10 nm（纳米）的技术节点，后续由于受到来自物理规律和制造成本的限制而很难继续提升，“摩尔定律”可能面临终结。20多年来，科学界和产业界一直在探索各种新材料和新原理的晶体管技术，以期替代硅基CMOS技术，然而迄今为止，尚未实现10 nm新型CMO...
北京大学彭练矛团队的碳基集成电路成果被《2015中国自然指数》重点报道
北京大学 彭练矛 电路
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2015/12/30
2015年12月17日，英国《自然》（Nature）期刊增刊《2015中国自然指数》（第528卷，7582期）出版。最新的自然指数（natureindex）显示，中国对世界高质量科研的总体贡献居全球第二位，仅次于美国。
北京大学电子系物理电子研究所博士生导师彭练矛教授（图）
北京大学电子系物理电子研究所 教授
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2011/12/9
彭练矛，男，实验室主任、教授、博士生导师，物理电子学研究所所长，北京大学电子系物理电子研究所。研究方向：(1) 纳米电子及功能材料的合成；(2) 基于纳米材料的高性能电子、光电子器件的制备，器件物理，纳米集成电路的实现和系统集成；(3) 纳米器件在化学、生物传感及能源方面的应用。担任职务北京大学物理电子研究所所长；教育部纳米器件物理和化学重点实验室主任； 北京大学学位评定委员会委员；信息科学技术学...
