Багатошаровий тривимірні графенові транзистори зможуть стати заміною кремнієвим технологій.
Новий польовий тунельний транзистор, виготовлений на основі графена, був розроблений командою вчених Манчестерського університету, очолюваної Лауреатами Нобелівської премії професорами Андрієм Геймом і Костянтином Новоселовим. Використання графена в якості ключового матеріалу транзисторів і інших напівпровідникових приладів має величезний потенціал для того, що б графен можна було розглядати як гідну заміну кремнієвим технологій. Саме цей потенціал і перспективи привертають увагу таких виробників напівпровідникової продукції, як IBM, Samsung, Texas Instruments і Intel. І деякі групи вчених вже успішно створили графенові транзистори, здатні працювати на частотах від 100 до 300 ГГц.
На жаль, розроблені графенові транзистори не можуть використовуватися в щільно упакованих кристалах сучасних комп'ютерних мікросхем. Ці транзистори працюють на великих рівнях електричного струму, який змусить кристали чіпів розплавитися протягом часток секунди. Манчестерські вчені розробили абсолютно нову структуру польового транзистора, що складається з двох шарів графена, розділених шаром діелектричного матеріалу. Вийшов свого роду керований тунельний діод в якому електрони від одного шару графену проходять крізь шар діелектрика на інший шар з допомогою тунельного ефекту.
Для того, що б домогтися високих показників нового транзистора вчені використовували одне з унікальних властивостей графену. При додатку до поверхні графенової плівки електричного потенціалу певної величини відбуваються сильні зміни величини енергетичного бар'єру тунелювання електронів. І в результаті цього вийшов вертикальний тунельний польовий транзистор в якому графен є ключовим компонентом.
Два графенових електрода і керуючий електрод нового транзистора нагадують бутерброд, розділений шарами дисульфіду молібдену і нітриду бору атомарної товщини. Збірка транзистора виконувалася в лабораторній установці шар за шаром на атомарному рівні.
"Тунельний польовий графеновий транзистор є ще одним яскравим прикладом, що демонструє невичерпний потенціал "шаруватих" структур і електронних пристроїв на їх основі" - розповідає Костянтин Новосьолов. - "Це дає людям і вченим практично нескінченні нові можливості в області фундаментальної фізики і в області створення реальних практичних пристроїв. Наша остання розробка може знайти застосування в створенні світлодіодних, лазерних джерел світла, в фотогальванічних елементів і в багатьох інших областях".
"Ми продемонстрували концептуально новий підхід до створення електроніки на основі графену. І наші графенові транзистори вже володіють досить значними робочими характеристиками" 0 розповідає доктор Леонід Пономаренко. - "Після деяких поліпшень і доробок розмір таких транзисторів буде зменшений до нанометрового рівня, а їх робочі частоти можуть наблизитися до терагерцовому межі".