Grafeeni ja transistorit

Kaistaeron puutteesta huolimatta grafeenisille transistoreille haetaan edelleen erilaisia toteutusmahdollisuuksia.

Göteborgilaisen Chalmersin tutkijat ovat kehittäneet joustavan ilmaisimen terahertsien taajuuksille muovialustalla olevien grafeenisten transistoreiden avulla.

Temppu on ensimmäinen laatuaan ja voi laajentaa terahertsitekniikan käyttöä sovelluksiin, jotka edellyttävät joustavaa elektroniikkaa, kuten langattomat anturiverkot ja puettavat tekniikat.

Chalmersin tutkijoiden kehittämä ilmaisin havaitsee huonelämpötilassa signaalit taajuusalueella 330 - 500 gigahertsiä. Se on läpikuultava ja joustava ja se sopii erilaisiin sovelluksiin kuten kuvantamiseen (THz-kamera), mutta myös antureiksi erilaisten aineiden tunnistamiseen.

Ilmaisin perustuu antennikytkettyyn grafeeniseen kenttävaikutustransistoriin (GFET). THz-teho vastaanotetaan rusettimaisella antennilla, joka tuottaa epäsymmetrisen kytkentätilanteen transistorin lähteen ja nielun välille.

Neljän tuuman 175 um:n paksuinen PET-substraatti katettiin yksikerroksisella grafeenilla CVD-tekniikalla. Grafeenikanavat ja hilaelektrodit muokattiin elektronisädelitografialla (EBL) ja erilaisilla lisäaine ja hapetusprosesseilla.

Rutgers University-New Brunswickin tiedemiehet ovat myös kesytelleet grafeenin hallitsemattomia elektroneja.

”Tämä osoittaa, että voimme sähköisesti ohjata elektroneja grafeenissa. Nyt voi olla mahdollista saada aikaan nanomittainen grafeenitransistori," toteaa Eva Y. Andrei, Rutgersin professori ja tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

Tutkijaryhmä onnistui ohjailemaan grafeenin elektroneja jännitteellä, joka tuli huipputeknisen mikroskoopin, yhden atomin kokoisen kärjen kautta.

Mikroskoopin terävä kärki muodostaa voimakentän, jonka avulla voi muuttaa elektronien liikeratoja grafeenissa. Näin elektronit voidaan ansoittaa ja vapauttaa, mikä tuottaa tehokkaan kytkentämekanismin.

Seuraava askel olisi skaalata toimintatapa suurempaan mittakaavaan asettamalla nanolankoja grafeenin ylle ja yrittää ohjata niiden kautta elektroneja jännitteillä.

Aiheesta aiemmin:

Grafeeni lähemmäksi transistorisovelluksia