Transistor in grafene a 300GHz dall'UCLA

Qualche settimana fa un gruppo di ricercatori della University of California, Los Angeles ha annunciato di aver trovato un metodo che consente di superare alcune delle più pressanti difficoltà per la realizzazione di transistor in grafene ad elevata velocità.

Il grafene, di fatto un foglio di carbonio dello spessore di appena un atomo, è uno dei materiali più promettenti, grazie alla sua elevata mobilità elettronica, per la realizzazione di dispositivi di radiocomunicazione e computer ad alta velocità e con elevato grado di miniaturizzazione.

Sono tuttavia proprio le sue proprietà uniche che, nel corso della lavorazione, possono portare ad alcuni problemi, in maniera particolare nel caso in cui si possano presentare difetti o disomogeneità di lavorazione, che causerebbero un considerevole decadimento delle prestazioni del dispositivo costruito in grafene.

Grazie all'intuizione di impiegare un nanocavo in funzione di gate self-aligned, il team della UCLA, guidato dal professore di chimica e biochicmica Xiangfeng Duan, ha potuto mettere a punto un nuovo processo per la fabbricazione di transistor in grafene. I gate self-aligned sono un elemento chiave dei transistor moderni, sviluppati per affrontare i problemi di disallineamento incontrati via via con la sempre crescente miniaturizzazione della circuiteria dei processori.

Duan ha commentato: "Questa nuova strategia supera due limitazioni precedentemente incontrate nei transistor in grafene. Prima di tutto non produce alcun difetto apprezzabile nel grafene durante la fabbricazione, così che sia mantenutà la più alta mobilità elettronica possibile. In secondo luogo, utilizzando un approccio self-aligned con un nanocavo come gate, il gruppo è stato capace di superare le difficoltà di allineamento precedentemente incontrate e fabbricare così un dispositivo con canale molto corto e con prestazioni senza precedenti".

Questi passi avanti hanno permesso al team di realizzare il più veloce transistor in grafene mai costruito sino ad ora, con una frequenza di cut-off di 300GHz, comparabile ai migliori transistor realizzati con l'impiego di materiali ad elevata mobilità elettronica come l'arseniuro di gallio o il fosfuro di indio.

Anche IBM è impegnata nello sviluppo di transistor in grafene: ricordiamo che qualche mese fa i ricercatori dei laboratori di BigBlue hanno dato dimostrazione di un transistor in grafene con frequnza di cut-off di 100GHz, oltre a dimostrare l'operatività dei transistor field-effect realizzati in grafene a frequenze nell'ordine di grandezza dei GHz.

Il gruppo di ricercatori dell'UCLA ha già dichiarato di essere al lavoro per poter ridurre ulteriormente le dimensioni del transistor e per provare a raggiungere frequenze ancor maggiori.