ترانزیستورگرافنی می‌تواند نانوافزاره‌ها را توسعه دهد

محققان چینی یک دوبرابرکننده فرکانس مبتنی بر یک ترانزیستور گرافنی گیت- بالا را به‌منظور اندازه‌گیری عملکردش ساخته‌اند. آنها توانسته‌اند نشان دهند که این دوبرابرکننده فرکانس مبتنی بر ترانزیستور گرافنی می‌تواند راندمان تبدیلی بیش از ۹۰‌% داشته باشد، در حالی که راندمان تبدیل برای دوبرابرکننده فرکانس مرسوم بزرگ‌تر از ۳۰% نیست.

ژنسینگ وانگ و همکارانش در دانشگاه پکینگ در چین، یک دوبرابرکننده فرکانس مبتنی بر
یک ترانزیستور گرافنی گیت- بالا را به‌منظور اندازه‌گیری عملکردش ساخته‌اند. آنها
توانسته‌اند نشان دهند که این دوبرابرکننده فرکانس مبتنی بر ترانزیستور گرافنی می‌تواند
راندمان تبدیلی بیش از ۹۰‌% داشته باشد، در حالی که راندمان تبدیل برای
دوبرابرکننده فرکانس مرسوم بزرگ‌تر از ۳۰% نیست.

دانشمندان و محققان برای سال‌هاست که در جستجوی خواص نانولوله‌های کربنی و گرافن
برای استفاده در نانوالکترونیک هستند. وانگ گفت: در حال حاضر هیچ کاربرد انبوه
واقعی از افزاره‌های مبتنی بر گرافن و نانولوله‌های کربن وجود ندارد. این پیشرفت یک
فرصت واقعی برای نشان ‌دادن قابلیت‌های گرافن است.

وانگ اضافه کرد: ما روی تقویت پاسخ فرکانسی و عملکرد دو برابرکننده فرکانس با بکار
بردن هندسه گیت- بالا روی این افزاره، تمرکز کردیم. فقط با یک هندسه گیت- بالا می‌توان
مدارات مجتمع و افزاره‌هایی با عملکرد بالا ساخت. این کار راه را برای کاربرد انبوه
ترانزیستورهای گرافنی در آینده نزدیک، هموار می‌کند.

 

 

شمایی از این ترانزیستور گرافنی.

 

این محققان برای ساخت افزاره خود از روش لیتوگرافی استاندارد استفاده کرده
و گرافن را روی یک ویفر سیلیکونی به کوچکی یک میلی‌متر مربع، ورقه‌ورقه
کردند. وانگ و همکارانش به‌منظور تست عملکرد این افزاره از یک نوسان‌نگار
دیجیتالی استفاده کردند. آنها همچنین برای اندازه‌گیری عملکرد این
دوبرابرکننده گرافنی از روش تستی که اخیراً در دانشگاه پکینگ توسعه داده
شده است، استفاده کردند. در این روش تست جدید از افزاره‌ی تحلیل طیفی
استفاده می‌شود که می‌تواند اطلاعات فرکانسی مستقیم را بدست آورد و سیگنال‌های
خیلی کوچکی که با نوسان‌‌نگار حس نمی‌شوند را اندازه‌گیری کند.

این کار می‌تواند منجر به توسعه ترانزیستورهای گرافنی برای نانوالکترونیک
شود. وانگ توضیح داد: در حقیقت این نوع افزاره می‌تواند براساس فناوری
لیتوگرافی کنونی و رشد گرافن مقیاس- ویفر روی یک ویفر ساخته‌شود. به محض
اینکه فناوری رشد گرافن کامل‌ شد، این افزاره می‌تواند به تولید انبوه برسد.
ما در پی تولید انبوه یک دوبرابر‌کننده فرکانس گرافنی می‌باشیم که پاسخ
فرکانسی بالاتر از ۱۰۰ گیگاهرتز و بهره‌ای به بزرگی یک‌دهم دارد و هزینه و
مصرف توان پایینی دارد.

این محققان نتایج خود را تحت عنوان “یک دوبرابرکننده فرکانس مبتنی بر
ترانزیستور اثر میدانی گرافنی گیت- بالا با عملکرد بالا” در مجله‌ی Applied
Physics Letters منتشر کرده‌اند.