فيزيکدانان در آمريکا سريع‌ترين ترانزيستور گرافني را با يک فرکانس قطع‌کردن (cut-off) 100‌گيگا هرتزي، ساخته‌اند. اين دانشمندان مي‌گويند که مي‌توان اين افزاره را کوچک‌تر و بهينه‌ کرد، به‌طوري که حتي از افزاره‌هاي مرسوم ساخته‌شده از سيليکون، پيشي بگيرد. اين ترانزيستور مي‌تواند کاربردهايي در ارتباطات ميکروموجي و سيستم‌هاي تصويربرداري داشته باشد.
 
دياگرام ترانزيستور اثر ميداني گرافني IBM. اين افزاره روي يک بستر کاربيد سيليکون رشد داده شده است.
 
گرافن به‌دليل اينکه الکترون‌ها مي‌توانند در سرتاسر آن با سرعت بسيار بالايي حرکت کنند، براي استفاده در افزاره‌هاي الکترونيکي نويدبخش مي‌باشد. حرکت سريع الکترون‌ها در گرافن به اين دليل است که آنها شبيه ذرات نسبيتي بدون جرم، عمل مي‌کنند. اين خاصيت و ديگر خواص مکانيکي و فيزيکي غيرمعمول، بدين معني است که مي‌توان اين ماده‌ي شگفت‌انگيز را در الکترونيک جايگزين سيليکون کرد و براي ساخت ترانزيستور‌هايي سريع‌تر از ترانزيستور‌هاي امروزي، استفاده کرد.

يو- مينگ لين، پائدون آووريس و همکارانش در مرکز تحقيقاتي واتسون IBM با گرم‌کردن يک ويفر کاربيد سيليکون (SiC) براي توليد يک لايه سطحي از اتم‌هاي کربن به شکل گرافن، ساخت ترانزيستور اثر ميداني (FET) خود را شروع کردند. آنها سپس الکترودهاي خروجي و منبع را که باهم موازي بودند، روي اين گرافن ترسيب کردند؛ به‌طوري که کانال‌هايي از گرافني که در معرض قرار داشت، بين اين الکترود‌ها باقي ماندند.

در مرحله بعد يک لايه عايق نازک روي اين گرافنِ در معرض، بدون تأثير گذاشتن بر خواص الکترونيکي آن، ترسيب داده شد. اين مرحله در واقع ابداع اين محققان است. براي انجام اين ترسيب، اين گروه ابتدا براي حفاظت از گرافن يک لايه‌ي 10 نانومتري از پلي‌هيدروکسي‌استايرن (يک پليمر استفاده شده در فرآوري نيمه‌رساناي تجاري) روي آن ايجاد کردند. سپس يک لايه اکسيدي مرسوم ترسيب داده و روي آن يک الکترود گيت فلزي قرار دادند.

اين فيزيکدانان مي‌گويند که طول اين گيت حدوداً 240 نانومتر است، اما در آينده مي‌توان براي بهبود بيشتر عملکرد افزاره آن را کوچکتر کرد.

فرکانس قطع‌کردن اين ترانزيستور گرافني از بهترين MOSFET‌هاي سيليکوني با همان طول گيت، نيز بالاتر است. فرکانس‌ قطع‌کردن اين MOSFET‌ها برابر 40 گيگا‌هرتز است. يکي از مزاياي اين ترانزيستور‌ اين است که برخلاف بيشتر ترانزيستور‌هاي گرافني ديگري که از ورقه‌هاي گرافني ساخته شده‌اند، اين افزاره با استفاده از روش‌هايي که در صنعت نيمه‌رساناي مرسوم بکار برده مي‌شوند، ساخته‌مي‌شود.

نتايج اين تحقيق در مجله‌يScience منتشر شده است.

منیع:http://www.nano.ir/newstext.php?Code=7208