Prekidač koji nedostaje: Stvoreni monolitni grafenski tranzistori visokih performansi

Grafenski list

Teško prođe dan, a da to ne najavi istraživačka skupina najviše razine neki vrsta proboja vezanog uz grafen, ali ovo je velika stvar: istraživači sa Sveučilišta Erlangen-Nuremberg u Njemačkoj stvorili su monolitni grafenski tranzistor visokih performansi jednostavnim litografskim postupkom bakropisa. Ovo bi mogao biti korak koji nedostaje i koji konačno utire put post-silicijskoj elektronici.

Kao što do sada već znate, grafen ima dugačak i prekrasan popis poželjnih svojstava, uključujući i najprovodljiviji materijal koji je još otkriven. U teoriji, prema ranim demonstracijama poput IBM-a i UCLA-e, grafenski tranzistori trebali bi se moći prebacivati ​​brzinom između 100GHz i nekoliko teraherca. Problem je što grafen nema propusnost - urođenu sposobnost uključivanja i isključivanja, ovisno o naponu; to nije prirodni poluvodič, poput silicija - i zato se pokazuje vrlo teško izgraditi tranzistore od stvari. Do sada!

Tranzistor od grafena / silicij-karbida



Postupak koji koriste istraživači prilično je jednostavan. U osnovi, pečenjem silicijevog karbida - jednostavnog kristala silicija i ugljika, koji je ujedno i dobro razumljivi poluvodič - atomi silicija mogu se istjerati iz sloja kristala, ostavljajući jedan sloj grafena. Sloj grafena sam po sebi je beskoristan; za proizvodnju stvarnog tranzistora trebaju vam izvori, odvodi i vrata. Da bi se to učinilo, postavlja se litografska maska ​​i koristi se reaktivno nagrizanje iona za definiranje svakog od tranzistora. Druga ključna točka bila je uvođenje vodikovog plina tijekom rasta srednjeg grafenskog kanala, pretvarajući ga iz kontaktnog (izvor / odvod) grafena u grafen. Voila: grafenski tranzistori, sa silicijevim karbidom i njegovim slasnim pojasom koji djeluju kao provodni sloj.

Sada, nažalost, jer su istraživači radili na a vrlo velikih razmjera - svaki tranzistor ima oko 100 mikrometara ili 100 000 nm - zapravo nemamo preciznu mjeru koliko je brz ovaj grafenski tranzistor. Istraživači kažu da trenutne performanse 'dobro odgovaraju predviđanjima udžbenika za graničnu frekvenciju tranzistora s poljskim efektom metal-poluvodič', ali ističu i da bi vrlo jednostavne promjene mogle povećati performanse 'za ~ 30 puta'.

The glavni stvar je u tome što je Sveučilište u Erlangen-Nürnbergu sada pružilo 'prekidač koji nedostaje', a koji su grafenski tranzistori bili prijeko potrebni. Sada će stvarni proizvođači poluvodiča, poput IBM-a ili Intel-a, smanjiti postupak na veličinu koja se može natjecati - ili nadmašiti - konvencionalnu silicijsku elektroniku.

Pročitajte više na Nature Communications: doi: 10.1038 / ncomms1955ili pročitajte više o post-silicijska elektronika

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com