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高分子科学前沿 2026-05-13 08:27
文章摘要
本文针对6G技术对工作频率超过100 GHz的柔性低功耗终端的需求,指出现有柔性射频晶体管的性能瓶颈主要在于柔性聚合物基底导热性差导致的严重自热效应。北京大学胡又凡副教授、彭练矛院士及斯坦福大学Eric Pop教授团队通过电热协同设计,在柔性聚酰亚胺基底上成功制备了基于对齐碳纳米管阵列的射频晶体管。该器件实现了0.947 mA μm⁻¹的开态电流和0.728 mS μm⁻¹的跨导,其峰值外部电流增益截止频率达到152 GHz,峰值外部功率增益截止频率达到102 GHz,功耗低于200 mW mm⁻¹。基于该晶体管构建的柔性射频放大器在18 GHz下实现了64 mW mm⁻¹的输出功率和11 dB的功率增益。研究表明,通过优化金属接触堆叠和栅堆叠,有效控制了自热效应,使器件在弯曲至曲率半径1.5 mm后fT仅下降6.4%,展现出良好的机械鲁棒性。这一突破标志着柔性射频晶体管首次在100 GHz以上频段实现稳定工作,为6G柔性终端设备的发展奠定了关键技术基础。
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