Miniaturizzazione oltre il silicio: arriva l'era della grafene?

Il professor Andre Geim e il dottor Kostya Novoselov della School of Physics and Astronomy presso l'University of Mancherster sono stati in grado di realizzare il più piccolo transistor al mondo impiegando un particolare materiale chiamato Grafene, in estrema sostanza il corrispettivo "bidimensionale" della Grafite. L'impiego di questo nuovo materiale al posto del silicio potrebbe permettere di raggiungere gradi di miniaturizzazione fino ad ora impensabili.

La grafene è realizzata artificialmente proprio partendo dalla grafite provvedendo alla separazione degli strati e creando così una sorta di "foglio" dello spessore di appena un atomo. Grazie alla grafene è stato quindi possibile realizzare un transistor dello spessore di un atomo e della larghezza di poco inferiore a quella di 50 atomi.

Gli esperimenti attorno alla grafene ed in particolare alla realizzazione di transistor hanno preso il via circa due anni fa. Allora il problema maggiore era rappresentato dalla dispersione della corrente, inconveniente che non permetteva al transistor in grafene di poter assumere perfettamente lo stato di "off". Nel corso di questi due anni il problema è stato risolto, anche se non è dato sapere in che modo.

Una delle proprietà più interessanti della grafene è la possibilità di conservare stabilità e conduttività anche a dimensioni ridottissime, quando "tagliata" in piccoli nastri di pochi nanometri di larghezza. Il silicio, normalmente utilizzato per la realizzazione di chip, è invece soggetto ad ossidazione ed instabilità a dimensioni dieci volte maggiori ed è proprio questo inconveniente a rappresentare la principale barriera ad ulteriori sviluppi nell'utilizzo del silicio.

Secondo il team di ricerca sarà possibile nel giro di qualche anno realizzare interi circuiti da un singolo foglio di grafene: attualmente infatti il transistor è poco più che un "proof of concept" e la vera sfida adesso è rappresentata dalla realizzazione di un processo produttivo che consenta di realizzare transistor in grafene su larga scala. Un transistor di dimensioni così ridotte richiede inoltre un basso impiego energetico per il suo funzionamento, caratteristica che permette di produrre chip a bassissimo consumo.

Secondo il gruppo di ricerca le prime applicazioni commerciali della scoperta potrebbero realizzarsi attorno al 2025. Fino ad allora il silicio continuerà ad essere il materiale principe per la realizzazione di processori. Geim è fermamente convinto che la grafene potrà rappresentare l'unica vera alternativa al silicio una volta che i limiti delle attuali tecnologie saranno raggiunti.

Fonte: University of Manchester