Применяя в качестве стройматериала графен – перспективный материал для микроэлектронной индустрии, ученые IBM создали и изготовили полевые транзисторы с предельной частотой 100 ГГц, другими словами талантливые изменять собственный состояние 100 млрд раз в секунду. Ранее экспериментальные транзисторы из графена учеными IBM уже выпускались, но их большая частота достигала 26 ГГц.

Расширить скорость практически в 4 раза удалось за счет улучшения конструкции микроэлектронного устройства. Ранее, в большинстве случаев, в качестве изолятора затвора употреблялся слой оксида графена. Этот материал из-за содержащихся в нем недостатков приводил к загрязнению слоя графена, в следствии чего подвижность электронов в нем падала.

Ученые решили сохранить данный материал в качестве изолятора, добавив между слоем оксида и графена ультратонкую полимерную прокладку, которая не дает отделившимся атомам пробраться в токопроводящий слой транзистора.

Транзисторы, талантливые трудиться с частотой 100 ГГц, были изготовлены на подложке диаметром 2 дюйма – и это есть вторым серьёзным достижением ученых. Теоретически диаметр подложки возможно расширить, снизив себестоимость производства, и приступить к выпуску графеновых чипов в промышленном масштабе. «Совершённый нами опыт говорит о настоящей возможности производства таких устройств», — уверяют в IBM.

На счету IBM очередная разработка из гафрена

Графен – открытый в 2004 г. структурный материал, воображающий собой двумерный слой из атомов углерода, соединенных в решетку из верных шестиугольников. Владеет большой прочностью, высокой теплопроводностью и снабжает в 100 раз более высокую скорость передвижения электронов при комнатной температуре если сравнивать с кремнием, что делает его перспективным материалом для производства электронных компонентов. «Главное преимущество графена содержится в том, что он разрешает электронам передвигаться на намного более высоких скоростях, а следовательно, несет возможность разработки электронных компонентов со намного большей скоростью работы», — говорят ученые.

Единственным барьером на пути применения графена в компьютерных процессорах есть то, что он не может обрабатывать дискретный сигнал. Дело в том, что графен есть полупроводником с нулевой шириной запрещенной территории, другими словами он не имеет возможности или лишь проводить ток, либоблокировать его – постоянно будет существовать большой ток утечки. Для сравнения, ширина запрещенной территории кремния образовывает 1 эВ, что разрешает транзистору находится четко в режиме единицы либо нуля.

Ученые IBM смогли расширить значение запрещенной территории кремния до 120 мэВ, что все-таки разрешило применять его в качестве тумблера.

Однако, ученые не уверены в том, что графен придет на смену современным полупроводникам в скором будущем. В основном, это связано со свойством этого материала, обрисованным выше. Помимо этого, величина взятого в IBM транзистора оказалась большой если сравнивать с транзисторами в современных процессорах – 120 нм.

Исходя из этого поле для предстоящей работы имеется и большое.

Увлекательные записи:

• Вибромотор смартфона приспособили для прослушки
• Видеокамеры в кинотеатрах будут "ослеплять"
• Видео в популярном формате mkv может превратить android-смартфон в «кирпич»

Графеновый полевой транзистор