Nauka

Grafenowe tranzystory tuż tuż

Ostatnia aktualizacja: 06.02.2012 20:00
Uczeni z Wlk. Brytanii stworzyli materiał przekładkowy umożliwiający budowę w pełni funkcjonalnych tranzystorów grafenowych. Będą one bazą do skonstruowania szybkich i tanich komputerów – poinformował magazyn Science.
Grafenowe tranzystory tuż tuż
Foto: Glow Images/East News

Warstwa grafenu o grubości jednego atomu stwarza zdecydowanie lepsze warunki do szybkiego przepływu elektronów niż warstwa krzemu o tej samej grubości. Właśnie ten materiał miał być podstawą do budowy superszybkich komputerów.

Jak się jednak okazało, konieczne będzie zwolnienie przepływu elektronów w warstwie grafenowej. Dla wykonania obliczeń w układzie muszą następować szybkie zmiany kierunku przepływu prądu poprzez włączanie i wyłączanie tranzystorów sterujących.

Skonstruowanie regulujących ten przepływ tranzystorów na bazie grafenu jest trudne, ze względu właśnie na ich zbyt wysoki współczynnik przewodnictwa. Powoduje on, że tranzystory w stanie wyłączenia, kiedy elektrony nie powinny przepływać, z powodu wysokiego przewodnictwa grafenu, generowane są „przecieki” elektronowe. Tranzystory te są więc mało funkcjonalne.

Zespół naukowców pod kierownictwem laureata Nagrody Nobla za odkrycie grafenu - prof. Konstantina Novoselova (dzieli nagrodę z prof. Andre Geimem) z University of Manchester, postanowił rozwiązać ten problem, tworząc zaawansowany materiał przekładkowy na bazie grafenu. Między dwie warstwy grafenu włożono warstwę dwusiarczku molibdenu. Działa on jak izolator, uniemożliwiając przepływ elektronów z jednej warstwy grafenu do drugiej. Pozwala to na zachowanie stanu wyłączenia bez przepływu elektronów.

Stan włączenia uruchamia się tworząc efekt mechaniki kwantowej – tunel elektronowy poprzez molibden. Zachodzi on bardzo rzadko, ale można wytworzyć go sztucznie, odpowiednio przykładając napięcie po obu stronach molibdenowej bariery. Prąd płynie wtedy poprzez warstwę dwusiarczku molibdenu, nadając dodatkową energię elektronom, co powoduje ich szybki przepływ. Tranzystor znajduje się wtedy w stanie włączonym . Zmieniając przykładane napięcie, naukowcy sterują przepływem elektronów, tworząc w pełni funkcjonalny tranzystor.

Grafenowy materiał przekładowy zmniejsza 10-krotnie przecieki elektronowe w stosunku do tranzystorów opartych na czystym grafenie. Zespół zamierza zmniejszyć przecieki do poziomu występującego w klasycznych tranzystorach krzemowych, poprzez zwiększenie grubości warstwy dwusiarczku molibdenu. Opracowanie bowiem funkcjonalnych tranzystorów grafenowych, według Novoselova, daje możliwość skonstruowania tanich, szybkich komputerów osobistych.

(ew/pap)

Zobacz więcej na temat: komputery
Czytaj także

Lewitował żabę, teraz dostał Nobla

Ostatnia aktualizacja: 05.10.2010 10:45
Nobla z fizyki otrzymali Andre Geim i Konstantin Novoselov za odkrycie grafenu.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Komputery kilkaset razy szybsze: wynalazek polskich naukowców

Ostatnia aktualizacja: 06.04.2011 06:46
Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego może zrewolucjonizować rynek komputerów - pisze "Rzeczpospolita".
rozwiń zwiń
Czytaj także

Polacy mają patent na grafen. To szansa na podbój świata!

Ostatnia aktualizacja: 22.04.2011 19:00
Opracowana przez dr. inż. Włodzimierza Strupińskiego metoda wytwarzania grafenu uzyska ochronę patentową. Polacy mają zatem w garści technologię przyszłości.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Polak potrafi zrobić nawet grafen

Ostatnia aktualizacja: 09.06.2011 21:19
Grafen to postać węgla o niezwykłych właściwościach. Nasi naukowcy opanowali metodę jego produkcji. I stał się złotą żyłą.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Grafenowe telefony komórkowe

Ostatnia aktualizacja: 14.06.2011 13:30
Naukowcy i inżynierowie z USA opracowali układ sygnałowy do telefonów komórkowych oparty na grafenie. To oznacza zwiększenie zasięgu i wdrożenie szybkich sieci transmisji danych - podał magazyn Technology Review.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Chińczycy tworzą grafen w 3D

Ostatnia aktualizacja: 06.07.2011 12:10
Płatki grafenu, czyli atomowej grubości płaszczyzny utworzone z atomów węgla, można w stosunkowo łagodnych warunkach przekształcić w trójwymiarowe struktury. Udowodnili to chińscy badacze. Czy to koniec polskich snów o monopolu na grafen?
rozwiń zwiń