فیزیکدانان در آمریکا سریعترین ترانزیستور گرافنی را با یک فرکانس قطعکردن (cut-off) 100گیگا هرتزی، ساختهاند.
تحول جدید در ترانزیستورهای گرافنی
فیزیکدانان در آمریکا سریعترین ترانزیستور گرافنی را با یک فرکانس قطعکردن
(cut-off) 100گیگا هرتزی، ساختهاند. این دانشمندان میگویند که میتوان این
افزاره را کوچکتر و بهینه کرد، بهطوری که حتی از افزارههای مرسوم ساختهشده از
سیلیکون، پیشی بگیرد. این ترانزیستور میتواند کاربردهایی در ارتباطات میکروموجی و
سیستمهای تصویربرداری داشته باشد.
گرافن بهدلیل اینکه الکترونها میتوانند در سرتاسر آن با سرعت بسیار
بالایی حرکت کنند، برای استفاده در افزارههای الکترونیکی نویدبخش میباشد.
حرکت سریع الکترونها در گرافن به این دلیل است که آنها شبیه ذرات نسبیتی
بدون جرم، عمل میکنند. این خاصیت و دیگر خواص مکانیکی و فیزیکی غیرمعمول،
بدین معنی است که میتوان این مادهی شگفتانگیز را در الکترونیک جایگزین
سیلیکون کرد و برای ساخت ترانزیستورهایی سریعتر از ترانزیستورهای امروزی،
استفاده کرد.
یو- مینگ لین، پائدون آووریس و همکارانش در مرکز تحقیقاتی واتسون IBM با
گرمکردن یک ویفر کاربید سیلیکون (SiC) برای تولید یک لایه سطحی از اتمهای
کربن به شکل گرافن، ساخت ترانزیستور اثر میدانی (FET) خود را شروع کردند.
آنها سپس الکترودهای خروجی و منبع را که باهم موازی بودند، روی این گرافن
ترسیب کردند؛ بهطوری که کانالهایی از گرافنی که در معرض قرار داشت، بین
این الکترودها باقی ماندند.
در مرحله بعد یک لایه عایق نازک روی این گرافنِ در معرض، بدون تأثیر گذاشتن
بر خواص الکترونیکی آن، ترسیب داده شد. این مرحله در واقع ابداع این محققان
است. برای انجام این ترسیب، این گروه ابتدا برای حفاظت از گرافن یک لایهی
۱۰ نانومتری از پلیهیدروکسیاستایرن (یک پلیمر استفاده شده در فرآوری نیمهرسانای
تجاری) روی آن ایجاد کردند. سپس یک لایه اکسیدی مرسوم ترسیب داده و روی آن
یک الکترود گیت فلزی قرار دادند.
این فیزیکدانان میگویند که طول این گیت حدوداً ۲۴۰ نانومتر است، اما در
آینده میتوان برای بهبود بیشتر عملکرد افزاره آن را کوچکتر کرد.
فرکانس قطعکردن این ترانزیستور گرافنی از بهترین MOSFETهای سیلیکونی با
همان طول گیت، نیز بالاتر است. فرکانس قطعکردن این MOSFETها برابر ۴۰
گیگاهرتز است. یکی از مزایای این ترانزیستور این است که برخلاف بیشتر
ترانزیستورهای گرافنی دیگری که از ورقههای گرافنی ساخته شدهاند، این
افزاره با استفاده از روشهایی که در صنعت نیمهرسانای مرسوم بکار برده میشوند،
ساختهمیشود.
نتایج این تحقیق در مجلهیScience منتشر شده است.
