Transistor da 1 nanometro grazie al grafene?

Lo scorso anno, all'inizio del mese di marzo, abbiamo avuto modo di illustrare come l'impiego del grafene permetta di realizzare transistor di dimensioni ridottissime, giungendo ad un livello di miniaturizzazione che, per motivi fisiologici, il silicio non permetterebbe di raggiungere.

Lo stesso gruppo di ricercatori che un anno fa annunciò di aver realizzato il "proof of concept" del più piccolo transistor al mondo ha compiuto un altro passo avanti, spingendosi oltre al già importante risultato raggiunto nel marzo del 2007.

Kostya Novoselov, responsabile del gruppo di ricerca dell'Università di Manchester, ha infatti annunciato di aver realizzato un nuovo transistor più piccolo del precedente caratterizzato da una larghezza del gate pari a quella di circa 10 atomi, ovvero corrispondente ad 1 nanometro. A titolo di paragone basti pensare che i processori di ultima generazione attualmente in commercio sono caratterizzati da un gate di 45 nanometri e sono in fase di sviluppo processori con gate da 32 nanometri.

L'impiego del grafene è indispensabile qualora si voglia scendere al di sotto dei 10 nanometri, limite oltre il quale il silicio non permetterebbe più la costruzione di transistor affidabili. Tra le importanti novità del nuovo annuncio vi è anche l'aspetto rappresentato dalla possibilità di realizzare i transistor in grafene anche con i normali processi che sono attualmente impiegati in una qualunque fabbrica di semiconduttori.

Il team di ricerca ha realizzato transistor in grafene utilizzando un sottile foglio di questo materiale ed incidendone dei "canali" utilizzando un processo litografico basato su raggi di elettroni. Il risultato otenuto è un non meglio precisato "quantum dot" con una piccola gabbia circolare al centro, conosciuta con il nome di "central island". Applicando una differenza di potenziale è possibile modificare la conduttività di questi quantum dot permettendo la conservazione di stati logici, esattamente come avviene nei transistor tradizionali.

Allo stato attuale i problemi di realizzazione riguardano proprio la produzione di grafene: attualmente infatti è stato possibile realizzare cristalli di grafene di 100 micron di larghezza, troppo piccoli per un impiego industriale come può essere, ad esempio, quello di colossi come Intel e AMD.

Novoselov è comunque convinto che per giungere alla produzione di wafer in grafene non vi vorrà molto e prevede che importanti sviluppi si potranno ottenere già nel corso del prossimo biennio.