电极与碳纳米管（CNT）间的接触电阻较大是CNT晶体管的一大课题，IBM日前宣布，大幅减小了电极与CNT间的接触电阻，利用这种晶体管实现了弹道输运（Ballistic transport）。相关论文发表在了学术期刊《Science》上。另外，虽然这一成果仅适用于p型CNT，但可以说向着CNT晶体管的实用化迈出了重要的一步。

　　IBM此次开发的CNT晶体管的结构。CNT是沟道，源极和漏极采用了钼 （图由IBM研究院提供） （点击放大）

　　不断改变作为沟道的CNT和其与源/漏极的接触长度（LC）试制出的CNT晶体管群。黄色部分是钼电极o。在这张图中，CNT在靠近中央的位置垂直放置。数字是各晶体管的LC值。LC在20nm~300nm范围内，接触电阻值基本固定。（图由IBM研究院提供） （点击放大）

　　随着开云棋牌官网在线客服器件的不断微细化，包括CNT晶体管在内，晶体管的源极和漏极与沟道的接触电阻增大成为一大课题。

　　尤其是CNT晶体管，由于CNT的直径小，电极与CNT的接触面积非常小，而且电极的金属材料与CNT之间的界面状态一般也不好，因此接触电阻显著增大。在IBM试制的CNT晶体管中，当电极与CNT的接触部分的长度，即接触长度（LC）在200nm以上时，沟道两端的接触电阻值合计只有约5kΩ，但当LC为9nm时，沟道两端的接触电阻值合计约为65kΩ。论文中称，“进一步缩短LC时，接触电阻值会增大到无法在逻辑电路中使用晶体管的程度”。

　　日本的一位研究人员也指出：“一维的CNT与电极仅以点、或最多以线来接触，很难降低接触电阻。因此正在研究二维的石墨烯晶体管。”

　　将CNT与电极“焊”到一起

　　但是此次，这个“常识”被颠覆了。

　　IBM选择了钼（Mo）作为电极材料。将钼层叠在CNT上，对其加热（退火）到850℃。这时，构成CNT的碳原子的一部分移动到Mo侧，Mo与CNT会进行一种“焊接”。这时，不管LC是多少，接触电阻值都在40kΩ以下，且基本保持固定。也就是说，“沟道达到了弹道输运状态”（论文）。

　　弹道输运是指不论导体长度如何电阻值都保持固定。这一现象违反电阻值与导体长度成正比的欧姆定律，这是由电子在材料中几乎不再发生散射引起的。

　　论文指出，此次的关键在于Mo的功函数比普通的金属材料大。功函数小的材料容易氧化，变成氧化物，而Mo不会变成氧化物，与CNT的接触部分会变成碳化钼（Mo2C）。这使接触电阻值降低，从而实现了弹道输运。

　　现在面临的课题是还没找到适合n型CNT的电极材料。功函数小时，随着氧化，接触电阻值还是会升高。IBM的论文中称，“如果能够很好地使用掺杂技术，开发n型CNT还是有可能的”。