Полевые транзисторы из графена – будущее мобильных технологий

HRL Laboratories представила очередную разработку полевого графенового транзистора на двухдюймовой подложке из карбида кремния, побив мировой рекорд по подвижности зарядов (рисунок: HRL Laboratories) (кликните картинку для увеличения)

HRL Laboratories представила очередную разработку полевого графенового транзистора на двухдюймовой подложке из карбида кремния, побив мировой рекорд по подвижности зарядов (рисунок: HRL Laboratories) (кликните картинку для увеличения)

08.06.2009 (4:03)
Просмотров: 7625
Рейтинг: 1.29
Голосов: 7

Теги:
транзистор, графен, кремний,
Технология >> Высокие технологии






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Исследователи из HRL Laboratories сообщают об очередном прорыве в области создания графеновых полевых транзисторов. На практике достигнута подвижность зарядов в 6 – 8 раз превышающая возможности наиболее перспективной из существующих кремниевых технологий.

Не секрет, что кремниевые технологии, фактически, достигли своего предела. Для повышения скорости вычислений при одновременном уменьшении размера устройств, необходимо искать альтернативный подход. Один из вариантов такого подхода – использование новых веществ, исследование которых возможно благодаря нанотехнологиям, к примеру, графена – гексагональной двумерной структуры, составленной из атомов углерода. Благодаря большей, по сравнению с кремнием, проводимости, скорость работы устройств на основе графена могла бы быть выше. Измеренная экспериментально подвижность зарядов в кремнии – около 1400 квадратных сантиметров на вольт в секунду; в графене же, по мнению ученых, подвижность может достигать 200 тысяч см2/В*с при комнатной температуре (правда, на практике пока был достигнут уровень лишь в 15 тысяч см2/В*с, что, однако, уже более чем в 10 раз превосходит кремний). К сожалению, существует множество практических сложностей, связанных с производством и использованием графена для целей наноэлектроники. В частности, один из наиболее весомых аргументов «против» - высокие токи утечки в сконструированных образцах.

Полевые транзисторы на основе графена интересуют не только гражданские исследовательские институты, но и военные организации. По мнению ученых, графеновые транзисторы могли бы использоваться для организации высокочастотных коммуникаций, радарных систем и высокопроизводительной графики. Специально для концентрации исследовательских усилий в этом направлении была учреждена программа Carbon Electronics for RF Applications (CERA), спонсируемая Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (DARPA) при Министерстве Обороны США. Первая фаза этого проекта (CERA Phase 1) предполагает создание полевых транзисторов с подвижностью порядка 10 тысяч см2/В*с.

В конце мая в рамках научной программы CERA исследователи из HRL Laboratories объявили о том, что им удалось создать устройства из единичного слоя графена на подложке из карбида кремния диаметром 2 дюйма. Созданные транзисторы обладают особенными рабочими характеристиками, претендующими на мировой рекорд: подвижность зарядов в этих устройствах порядка 6000 см2/В*с, что в 6 – 8 раз выше, чем у наиболее совершенной на сегодняшний день кремниевой технологии n-MOSFET (metall-oxyde-semiconductor field effect transistor; наиболее широко используемая технология для создания полевых транзисторов; в русскоязычных изданиях ее название переводят дословно как МОП-транзисторы, т.е. металл-оксид-полупроводник).

Исследователи так же оценили отношение тока в открытом состоянии к току утечки для созданного транзистора. Этот параметр оказался равным 19, что превосходно для устройств подобного типа. Для сравнения, первые графеновые полевые транзисторы достигали подвижности всего лишь в 200 см2/В*с и отношения токов открытого состояния и утечки на уровне 3 – 4.

Конечно же, до выпуска графеновых транзисторов в промышленных масштабах и, тем более, до представления первых устройств, созданных на базе этой технологии, еще очень далеко. По предварительным оценкам этих событий не следует ожидать ранее 2025 года. Однако, лидер в гонке за право сменить кремний на его позициях, кажется, найден.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100