IBM представила самые быстрые графеновые транзисторы // 29 Декабря 2012

По заказу правительственного агентства США, финансирующего разработку перспективных технологий DARPA, компания IBM создала первый прототип транзистора из графена, работающего на частоте 26 ГГц.

Графен – это форма углерода, в которой атомы располагаются в виде двумерной сотовой структуры. Как говорит один из авторов графенового транзистора, Ю Минг Лин (Yu-Ming Lin) из лаборатории IBM в г. Йорктаун-Хейтс (Yorktown Heights), штат Нью-Йорк, графен по сути представляет собой развернутую на плоскость углеродную нанотрубку. Электронные компоненты из углерода разрабатываются в США в рамках правительственной программы CERA (Carbon Electronics for Radio-frequency Applications – углеродная электроника для радиочастотных приложений).

Новое поколение приемопередающих устройств на базе углеродных транзисторов должно обеспечить существенное повышение чувствительности. Благодаря уникальным свойствам графеновых транзисторов, включая рекордное соотношение сигнал-шум, базовые станции и мобильные телефоны можно располагать гораздо дальше друг от друга – повышенная чувствительность позволяет полноценно работать со слабым сигналом. Такое соотношение сигнал-шум в графеновых полупроводниках достигается за счет того, что все элементы в микросхеме расположены в одном атомном слое – отсутствие посторонних атомов не дает ни малейшей возможности для появления шума.

Продемонстрированные образцы графеновых транзисторов поддерживают переключение с частотой 26 ГГц, а размер электронного шлюза составляет 159 нм. Тем не менее, авторы разработки уверены, что им удастся довести размер шлюза до 50 нм и увеличить рабочую частоту транзисторов до 1 ТГц (терагерц). С достижением тергерцовой частоты перед создателями электронных компонентов открываются небывалые возможности. Например, терагерцовое излучение позволяет создать цифровые аналоги рентгеновских аппаратов, не наносящих вред здоровью – такое излучение легко проникает сквозь ткани человека, не повреждая их радиацией.

Очень немногие материалы могут работать на высоких частотах электроника такого класса сейчас основана на арсениде галлия или на фосфидах германия и индия. Графен может стать дешевой и эффективной альтернативой этим крайне редким и дорогим металлам.

Несмотря на все блестящие перспективы, которые сулит графеновая электроника, ее коммерческое применение может начаться не ранее, чем через 5-10 лет. До этого момента производители будут искать способы по расширению возможностей традиционной электроники, основанной на традиционных технологиях CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor – комплементарный металл-оксидный полупроводник). Удешевление продукции будет обеспечиваться за счет повышенной интеграции компонентов, в том числе за счет размещения как можно большего числа функциональных модулей на одной микросхеме, пишет eetimes.com.