晶体管技术的微型化与性能提升一直是科研领域的重要课题。在追求更小尺寸的同时，如何实现性能的突破成为了科学家们面临的重大挑战。

中国科学院金属研究所碳基电子器件团队的一项创新成果为这一难题提供了新的解决方案。该研究成果发表于国际顶级期刊《自然》，展示了热载流子晶体管在低功耗和多功能集成电路领域的应用潜力。

研究员刘驰的速写手稿记录了这项突破性研究的最初构想。他表示，这次成功是团队长期积累与持续创新的结果。

据论文通讯作者孙东明介绍，当前晶体管技术面临"尺寸墙""存储墙""功耗墙"三大瓶颈。该团队选择专注于攻克"功耗墙"这一难题。

传统的载流子加速方式存在局限性，难以有效提升晶体管性能。基于石墨烯材料的特性，研究团队提出了新的解决方案：利用石墨烯与锗形成的肖特基结结构，在工作状态下实现高能载流子注入和热载流子激发。

2019年底的一个清晨，刘驰灵光乍现，在白板上勾勒出了这一创新概念。他形象地将这一过程比作"为火箭注入燃料并点燃发动机"。

从理论构想到器件实现的过程充满艰辛。经历了数月的反复尝试与优化，团队终于在2020年成功制备出具有突破性性能的新型晶体管。

这一创新成果显示出显著优势：相比传统晶体管需要60毫伏电压才能提升一个数量级的电流，该新型晶体管仅需1毫伏即可实现同等效果，并且展现出室温下的负微分电阻特性。

在产学研合作方面，金属研究所已与多家企业建立合作关系。研究团队还专程前往辽宁朝阳市一家公司探讨技术转化方向，为后续产业化奠定基础。

孙东明表示："基础研究需要长期积累，只有持续创新才能不断突破。"未来，该团队将继续深耕这一领域，在低功耗高性能器件研发方面寻求更多可能性。