IBM realizza il più veloce transistor in grafene

I ricercatori IBM hanno annunciato di aver sperimentato il funzionamento di un transistor FET realizzato in grafene ed operante a frequenze nell'ordine dei gigahertz, raggiungendo così la maggiore frequenza operativa di un transistor costruito con materiale diverso dal silicio.

Come già abbiamo avuto modo di discorrere in passato, il grafene è un materiale derivato dalla grafite e consiste in una sorta di "foglio" costituito da un singolo strato di atomi di carbonio con una struttura a nido d'ape. Grazie alle sue particolari proprietà fisiche, il grafene ha riscosso molto interesse tra i laboratori di ricerca e sviluppo per la realizzazione di transistor che superassero i limiti fisiologici imposti dal silicio.

La ricerca è stata condotta presso il T.J. Watson Research Center di IBM; uno dei ricercatori coinvolti nel progetto ha dichiarato: "L'integrazione di nuovi materiali nelle operazioni di miniaturizzazione dei transistor rappresenta il motore del miglioramento prestazionale della prossima generazione di processori".

La frequenza operativa di un transistor è determinata dalla sua dimensione e dalla velocità con la quale gli elettroni si spostano al suo interno: ciò spiega anzitutto per quale motivo nell'industria vi sia questa irrefrenabile corsa alla miniaturizzazione dei transistor in silicio. Un aspetto chiave del grafene si trova nell'elevata velocità con la quale gli elettroni possono muoversi all'interno di essa, permettendo così la realizzazione di transistor ad elevate prestazioni.

La realizzazione, da parte dei ricercatori IBM, di un transistor FET in grafene in grado di operare a frequenze nell'ordine dei GHz, ha inoltre permesso di scoprire quale fosse il comportamento del transistor di grafene a seguito della riduzione delle sue dimensioni. In particolare i ricercatori sono stati in grado di ottenere una frequenza operativa di 26GHz con un transistor di grafene caratterizzato da un gate di 150 nanometri.

Il miglioramento dei materiali impiegati per la realizzazione del gate dei transistor in grafene permetterà di incrementare ulteriormente le prestazioni. Le possibilità di sviluppo dovrebbero consentire di realizzare transistor in grafene con gate delle dimensioni di 50nm e frequenza operativa nell'ordine dei terahertz.