Ytterligare ett steg mot grafenelektronik

Det är forskarna Andre Geim och Konstantin Novoselov vid University of Manchester – de två som belönades med Nobelepriset 2010 för sin forskning kring grafen – som nu åstadkommit en ny transistordesign med det atomtunna kolmaterialet.

Deras resultat publicerades nyligen i tidskriften Science.

Samtidigt som grafen pekats ut som en lovande ersättare till kisel i halvledarkretsar har ett av problemen hittills varit att begränsa läckströmmen när materialet inte ska vara ledande.

De stora läckströmmarna genererar så mycket värme att kretsar byggda med grafen skulle smälta.

Forskarna i Manchester har hittat ett sätt att komma runt detta genom ett slags fälteffekttransistor där grafen används i en tunneldiod.

De utnyttjar en speciell egenskap hos grafen när det gäller tunneleffekten – att en yttre pålagd spänning kraftigt förändrar energin i de elektroner som passerar dioden.

Konstruktionen ska enligt forskarna kunna krympas till nanometerskala och klara storskalig integration och frekvenser i närheten av terahertzområdet. Därmed skulle integrerade kretsar med grafen vara ett steg närmare kommersiell användning.

Forskarna har vid konstruktionen applicerat olika material i lager som bara är enstaka atomer tjocka – just som i grafen – och de påpekar att detta är minst lika viktigt som designen av själva transistorn, eftersom det öppnar för andra tillämningar som lysdioder och fotoceller.