Naukowcy z ośrodka badawczego Watsona koncernu IBM skonstruowali tranzystory grafenowe charakteryzujące się dziesięciokrotnie szybszymi czasami przełączania niż najszybsze tranzystory krzemowe. Szczegółowy opis tranzystorów na bazie grafenu sporządził zespół Phaeodna Avourisa w najnowszym wydaniu czasopisma "Science".

Grafen jest złożony tylko z jednej warstwy atomów węgla – przypomina więc rozwiniętą wzdłuż nanorurkę węglową. Naukowcy kierowani przez Andre Geima z uniwersytetu w Manchesterze w 2004 roku wytworzyli pierwsze płytki grafenowe, usuwając warstwy węgla z powierzchni grafitowego podłoża za pomocą taśmy samoprzylepnej.

Naukowców fascynuje to, że grafen jest niemal dwuwymiarowym materiałem w trójwymiarowym świecie, a mechanizm przewodzenia ładunków elektrycznych jest w nim inny niż w znanych metalach i półprzewodnikach. Ma to interesujące następstwa – ruchliwość nośników, która między innymi decyduje o szybkości przełączania w elemencie elektronicznym wynosi w przypadku grafenu teoretycznie 200 000 centymetrów kwadratowych na woltosekundę. Tranzystory grafenowe mogą więc być do tysiąca razy szybsze niż dotychczasowa technika krzemowa.

Specjalistom z IBM-a udało się teraz wytworzyć grafen na dwucalowej płytce z węgliku krzemu (SiC) po podgrzaniu jej do temperatury 1400 stopni Celsjusza. Następnie położyli oni cienką warstwę polimerową nad grafenem, a na nią nanieśli elektrody tranzystorów i dielektryk. Według informacji Auvorisa IBM zamierza teraz poprawić sprawność tranzystorów przez pomniejszenie ich struktur – pokazane na razie tranzystory mają bramki o stosunkowo dużej szerokości (wynoszącej około 240 nanometrów). Zbudowane elementy po raz pierwszy trafią najprawdopodobniej do armii – projekt badawczy jest finansowany m.in przez agencję DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

(aru)