Chalmersforskare utvecklar snabb graféntransistor

Grafén är världens tunnaste material, med unika mekaniska och elektriska egenskaper. I materialet pilar elektronerna fram 100 gånger snabbare än i kisel, och 30 gånger snabbare än halvledarmaterialens sprinter, galliumarsenid. Nu ska det tämjas av svenska forskare i högfrekvenselektronik.

- Grafen har en enorm potential för högfrekvenselektronik, och det är vi duktiga på i Sverige, säger Mikael Fogelström på Chalmers.

Han är projektansvarig för projektet som ska visa att det är möjligt att bygga en transistor i grafén som är så snabb att den kommer att arbeta i terahertzområdet (tera = 10 upphöjt till 12). Materialet kommer att tillverkas av forskare i Linköping, som utvecklat en världsunik metod att tillverka grafén av mycket hög kvalitet.

Vad är det för fördelar att tillverka en högfrekvenstransistor i grafén?

- Om man kan hoppa över svåra material som galliumarsenid blir tillverkningen enklare. Dessutom behöver man bara föra ström genom ett enda atomlager. Det leder till bättre prestanda och priser, säger Mikael Fogelström.

Men allt handlar inte om snabbhet. Grafen är också ett genomskinligt och flexibelt material som i sig öppnar för nya tillämpningar. Dit hör pekskärmar och böjbara skärmar av olika slag.

Inom projektet har chalmersforskaren Jan Stake och hans kollegor redan tagit fram en fälteffekttransistor i grafén som arbetar med drygt 10 gigahertz. Den är resultatet av ett tidigare anslag på 14 miljoner kronor från Stiftelsen för strategisk forskning. Med ytterligare 28,5 miljoner under fem år ska nu tekniken utvecklas vidare mot en hundra gånger snabbare graféntransistorer.

- Sedan hoppas vi kunna demonstrera att terahertzstransistorn fungerar även i ett system.