矽單電子/空穴電晶體(SETs/SHTs)和超高頻納米機電諧振器在量子計算、傳感等諸多領域顯示出巨大潛力。
近日，中國科學院中國科技大學Guo Guoping教授領導的課題組與瑞典烏普薩拉大學Zhang Zhen教授課題組合作，設計並製造了CMOS兼容的懸浮SHT器件，該器件可作為超高頻納米機電諧振器使用。研究成果發表在《Advanced Materials》上。
研究人員採用標準的互補金屬氧化物半導體(CMOS)製造技術開發了該器件，便於大規模集成。觀察到的庫侖金剛石傳輸特徵證實了SHT的形成。懸浮時，SHT還可以作為超高頻納米機電諧振器工作，表現出優異的機械性能。在超低溫和高真空條件下，該器件表現出單孔隧道行為，機械共振值達到3GHz，創歷史新高。
這些特性將有助於探索機械振動和電荷載流子之間的相互作用，並研究潛在的量子效應。
此外，研究人員還發現，機械共振的電讀數主要依靠壓阻效應，與單孔隧穿密切相關。在SHT體系中，壓阻應變係數比其他不同驅動功率下的壓阻應變係數大一個數量級。這一特性可以應用於研究納米級矽的壓阻效應和更多新型機械傳感器件的設計。
論文標題為《A Suspended Silicon SingleHole Transistor as an Extremely Scaled Gigahertz Nanoelectromechanical Beam Resonator》。