گامی دیگر برای تولید ترانزیستورهای گرافنی دیجیتال

برای اولین بار پژوهشگران موفق به ساخت معکوس کننده گرافنی شدند که در دمای اتاق کار می‌کند. این دستگاه می‌تواند منجر به تولید ادوات الکترونیکی سریع و ارزان شود.

برای اولین بار پژوهشگران موفق به ساخت معکوس کننده گرافنی شدند که در دمای اتاق کار می‌کند. این دستگاه می‌تواند منجر به تولید ادوات الکترونیکی سریع و ارزان شود.
با توجه به محدودیت‌های موجود در ترانزیستورهای رایج، محققان موفق شدند با استفاده از گرافن ترانزیستورهای دیجیتال بسازند. گرافن ماده‌ای است به ضخامت یک اتم از جنس کربن که رسانای الکتریکی بوده و مقاومت بسیار کمی دارد. از سال ۲۰۰۴ که این ماده کشف شده، کاشف آن برنده جایزه نوبل شد، گرافن به‌عنوان جایگزینی برای سیلیکون در صنعت الکترونیک معرفی شد. اگر این موضوع تحقق یابد می‌تواند ادوات بسیار سریع با مدارات ساده ساخت به‌طوری که هزینه تولید آن به‌شدت کاهش یابد.
البته محققان بعد از مدتی دریافتند که گرافن باند گپ ندارد، باند گپ برای خاموش و روشن کردن ضروری بوده و یکی از موارد بسیار مهم در ترانزیستورهای دیجیتال محسوب می‌شود. به‌همین دلیل نظرهای مساعد نسبت به گرافن تا حدی کم رنگ شد. هونگ یانگ چن از دانشگاه پوردو می‌گوید زمانی که مشخص شد گرافن به‌طور طبیعی باندگپ ندارد سوالات بسیاری پیش آمد که حاکی از این حقیقت بود که گرافن نمی‌تواند برای ساخت ترانزیستورهای دیجیتال مناسب باشد.
در نیمه‌هایی نظیر سیلیکون، دو سطح انرژی موسوم به باند ظرفیت و باند هدایت وجود دارد که الکترون‌ها در آن قرار می‌گیرند. فاصله میان این دو باند را باندگپ می‌نامند. وجود این باندگپ موجب می شود تا بتوان نرانزیستورها را خاموش و روشن کرد. با این کار می‌توان اطلاعات را در مدارهای دیجیتال به‌صورت صفر و یک ذخیره کرد.
چن و همکارانش موفق شدند نوع جدیدی از معکوس کننده گرافنی تولید کنند که به‌عنوان واحد سازنده ترانزیستورهای الکترونیکی نقش حیاتی دارد. البته پیش از این محققان دیگری نیز موفق به تولید معکوس کننده‌های گرافنی شده بودند اما این ادوات دردمای ۷۷ درجه کلوین، ( ۱۹۶ درجه زیر صفر بر حسب سیلیسیوس، ۳۲۰- فارنهایت) کار می‌کرد. چن معتقد است که اگر بتوان از گرافن در ترانزیستورهای دیجیتال استفاده کرد قدم بسیار مهمی در صنعت الکترونیک برداشته می شود. این گروه تحقیقاتی برای اولین بار توانستند که معکوس کننده گرافنی بسازند که در دمای اتاق کار می‌کند. بهره این سیستم بیشتر از یک است. این بهره، یکی از ملزومات اصلی در ساخت قطعات الکترونیکی بوده و ترانزیستور را قادر می‌سازد تا سیگنال‌ها را تقویت کرده و سوئیچ آن را از صفر به یک کنترل نماید.
نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Complementary-Type Graphene Inverters Operating at Room-Temperature در کنفرانس ۲۰۱۱ Device Research Conference ارائه شد.