محققان در آمریکا راهی برای الگودهی ترانزیستورهای اثر میدانی نانوتنگنای (NCFET) گرافنی تک‌لایه که کوچک‌تر از ۱۰ نانومتر هستند، ابداع کرده‌اند. این افزاره‌ها در دمای اتاق نسبت‌های روشن به خاموش جریانی بزرگ‌تر از هزار دارند. این مقادیر برای استفاده در الکترونیک دیجیتال پیشرفته به اندازه کافی بزرگ هستند.
نانوافزاره‌های گرافنی برای کاربردهای دیجیتالی
محققان در آمریکا راهی برای الگودهی
ترانزیستورهای اثر میدانی نانوتنگنای (NCFET) گرافنی تک‌لایه که کوچک‌تر از
۱۰ نانومتر هستند، ابداع کرده‌اند. این افزاره‌ها در دمای اتاق نسبت‌های
روشن به خاموش جریانی بزرگ‌تر از هزار دارند. این مقادیر برای استفاده در
الکترونیک دیجیتال پیشرفته به اندازه کافی بزرگ هستند.
گرافن بواسطه این حقیقت که الکترون‌ها در سرتاسر آن می‌توانند با سرعت‌های
بی‌نهایت زیاد حرکت کنند، برای استفاده در افزاره‌‌های الکترونیکی دیجیتالی
نسل آینده بسیار نویدبخش می‌باشد. با این حال گرافن در حالت توده‌ای خود (در
اندازه‌های حدود ۲ میکرون ) یک نیمه‌رسانا با گپ صفر است و یک گپ انرژی
ندارد. این بدین معناست که گرافن را نمی‌توان در کاربردهای دیجیتالی
استفاده کرد. یک گپ انرژی در نتیجه محدودیت کوانتومی- برای مثال با ساخت
نانوروبان‌های گرافنی با عرض کمتر از ۲ نانومتر- ایجاد می‌شود. اما چنین
کاری با روش‌های لیتوگرافی معمول امکان‌پذیر نمی‌باشد. اکنون پژوهشگرانی از
دانشگاه پنسیلوانیا راه‌حلی برای این چالش پیدا کرده‌اند.
این محققان با الگودهی نانوسیم‌های طلای
کرواتی‌شکل روی صفحات گرافن تک‌لایه با استفاده از لیتوگرافی مرسوم، شروع
کردند. در مرحله بعد آنها صفحات پالادیومی بزرگ‌تری را برای ایجاد تماس‌های
الکتریکی با این نانوسیم‌ها الگودهی کردند. آنها سپس برای باریک‌تر کردن
این نانوسیم‌های طلا از یک تکنیک الکترومهاجرت بازخوردی که بوسیله کامپیوتر
کنترل می‌شد، استفاده کردند و تنگناهای ریزی در گره این ساختار‌های کرواتی‌شکل
تشکیل دادند.
زیبایی این روش این است این ساختار طلای باریک‌شده بعنوان یک ماسک اِچ
برای مرحله پلاسمای اکسیژن عمل می‌کنند. در این مرحله پلاسمای اکسیژن
گرافنی را که بوسیله این ماسک محافظت نمی‌شود، را اِچ کرده و حذف می‌کند.
سپس یک اِچ‌کننده طلا برای حذف این ماسک (نانوسیم‌های طلا) از روی گرافن،
استفاده می‌شود. در نهایت یک نانوتنگنای گرافنی الگوداده‌شده‌ی متصل به
الکترودهای پالادیومی منبع/خروجی، باقی می‌ماند.
این محققان می‌گویند که این ترانزیستورهای گرافنی با نسبت‌های روشن به
خاموش جریانی بزرگ‌تر از هزار را می‌توان برای کاربردهای الکترونیک
دیجیتالی استفاده کرد. آنها امید دارند که برای تولید مدارهای مجتمع حاوی
این ترانزیستورها، راندمان فرآیند ساخت خود را افزایش دهند. آنها می‌گویند
که در حال حاضر چندین ترانزیستور از این نوع را روی یک صفحه گرافن ساخته‌ایم
و در آینده با اصلاح فرآیند ساخت خود را برای تولید یک مدار مجتمع،
ترانزیستورهای بسیاری روی یک صفحه گرافن خواهیم ساخت.
این پژوهشگران جزئیات تحقیق خود را در مجله‌ی Small منتشر کرده‌اند.
