محققان با استفاده از دو لایه‌ی گرافنی موفق به ساخت ترانزیستور اثرمیدان با کارایی بالا شدند. این گروه روشی نیز برای رشد دولایه‌های گرافنی ارائه کردند.
ترانزیستور اثرمیدان حاوی دولایه گرافن
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا با همکاری محققان دانشگاه رایس موفق به ارائه‌ی روشی برای تولید ترانزیستورهای چندلایه‌ی گرافنی شدند. این گروه برای اولین بار نشان دادند که چگونه می‌توان از ترانزیستور اثرمیدان، گرافن دولایه تولید کرد. این ترانزیستور بالاترین نرخ خاموش/روشن شدن و حمل بار را دارد، بنابراین می‌توان از آن برای ساخت قطعات الکترونیک کم مصرف و ارزان قیمت استفاده کرد.
کوستاو بانرجی از محققان این پروژه می‌گوید: «علاوه‌بر سطح صاف اتمی، باند گپ بالای ۲۵/۰ الکترون ولت در دو لایه‌های گرافنی موجب می‌شود تا بتوان اختلاف پتانسیلی میان این دو لایه ایجاد کرد، بنابراین اگر دولایه‌ی مختلف را بتوان با یک جهت‌گیری مشخص روی هم تراز کرد، می‌توان تقارن ذاتی این ساختار را از بین برد. ترانزیستورهای دو دروازه‌ای به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند چنین اختلاف پتانسیلی را میان دو لایه ایجاد کنند که این کار از طریق دروازه‌ها انجام می‌شود».
فیلم‌های گرافنی با استفاده از سطوح آلیاژی مهندسی شده به شکلی از پیش تعیین شده رشد می‌کنند. این لایه‌ها با ابعاد ۳ در ۳ اینچ و در دمای ۹۲۰ درجه سانتیگراد رشد می‌کنند. این لایه‌ها به‌صورت برنالی به شکلی روی هم رشد می‌کنند که %۱۰۰ یکدیگر را پوشش می‌دهند. فیلم‌های گرافنی دو لایه، انتقال الکترونی در حدود ۳۴۵۰ Cm2/VS دارند. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که ترانزیستور ساخته شده با این دولایه گرافنی دارای نرخ خاموش/روشن بسیار بالایی است که یک رکورد محسوب می‌شود.
وی لیو از محققان این پروژه می‌گوید: «امکان رشد گرافن با سطح فعال کاتالیستی به شکلی که مقدار کربنی سطحی آن قابل کنترل باشد، یک امر حیاتی در ساخت ترانزیستورهای اثرمیدان دو لایه‌ای است».
گرافن دولایه‌ای از نظر ضخامت شباهت زیادی به گرافن تک لایه دارد، ساختار اتمی آنها به‌صورت هگزاگونالی است که می‌توان آن را از گرافیت به‌دست آورد. این دولایه با نیروی واندروالس به یکدیگر متصل می‌شوند. گرافن دو لایه علاوه‌بر باند گپ قابل تنظیم، مزایای متعددی نسبت به گرافن تک لایه دارد. دانسیته‌ی دولایه‌ها بیشتر از تک لایه‌ها بوده و مشکل اثر تداخلی در آنها کمتر است. این درحالی است که بهبود سرعت حرکت بار در دولایه‌ها بیشتر است.
