Grafénové tranzistory pracujúce obrovskou rýchlosťou

Vedcom spoločnosti IBM, pracujúcim v IBM Watson Research Center sídliacom v Ossiningu (New York, USA), sa podarilo zostrojiť prototypy tranzistorov, zostavené z grafénu, ktoré pracujú na frekvencii 100 GHz, čo znamená, že sa dokážu prepnúť medzi svojimi stavmi 100 miliárd krát za sekundu. To je zhruba 10-krát viac, ako je to v prípade najrýchlejších kremíkových tranzistorov.

Vyrobené pritom boli s využitím procesov, ktoré sú kompatibilné s existujúcimi výrobnými procesmi, používanými pri výrobe súčasných polovodičov. Vedci nechali grafénové tranzistory vyrásť na povrchu kremíkovo-karbidového plátka s priemerom 5 cm, ktorý zahriali a nechali kremík vypariť sa. Vytvorili tak tenkú zárodočnú vrstvu tzv. epitaxného grafénu. Takýto proces sa používal už v minulosti, tím IBM ho zlepšil použitím čistejších materiálov a vytvorením novej izolačnej vrstvy.

Doteraz najrýchlejšie grafénové tranzistory, ktoré však boli vyrobené v laboratórnych podmienkach prácnymi mechanickými metódami, pracovali na frekvencii 26 GHz. Teoreticky by pritom grafénové tranzistory mali byť schopné zmeniť svoj stav až niekoľko biliónov krát za sekundu, teda pracovať na frekvenciách v THz.

Grafén má teda potenciál, ktorý možno využiť pri nahradení kremíka vo vysoko výkonných mikroprocesoroch. Kremík sa navyše, tak ako sa každým rokom zvyšuje výkon počítačov, blíži k svojim fyzikálnym hraniciam. Podľa vedcov by pritom už v priebehu niekoľkých rokov malo byť možné vyrábať tieto rekordne rýchle grafénové tranzistory na použitie vo vysokovýkonných radaroch alebo komunikačných zariadeniach a v priebehu dekády by malo byť možné ich použitie v mikroprocesorovej technike.

Zdroj: Technology Review