Specifické fyzikální vlastnosti grafenu,
jedné z modifikací uhlíku, by se mohly
využít k výrobě tranzistorů. Dosud této
aplikaci překážela jeho vysoká vodivost
v izolačním stavu. Řešení hledají desítky
laboratoří (Samsung, Intel, IBM a další).
Nedávno uveřejnili badatelé z University
of Manchester v žurnálu Science poznatky,
které naznačují, že by grafen mohl
být pro výrobu tranzistorů dokonce lepším
materiálem než křemík.
Skupinu badatelů v Manchesteru vedou
nositelé Nobelovy ceny prof. Andre
Geim a prof. Konstantin Novoselov,
kteří považují grafen za jedinečný
materiál s vynikajícími optickými, mechanickými,
elektronickými a chemickými
vlastnostmi. Lze jej využít jako
základní materiál k výrobě integrovaných
obvodů s tranzistory pro velmi
vysoké kmitočty až do 300 GHz. Protože
vysoký průtok proudu v izolačním
stavu v uzavřeném pouzdru integrovaného
obvodu by mohl způsobit tavení
čipu, už devět roků se hledá vyhovující
řešení.
Dosud se při tomto výzkumu pracovalo
s krystalovou strukturou grafenu
„naležato.“ V Manchesteru zkusili polohu
kolmo. Grafen pak funguje jako
elektroda, která emituje elektrony, jež
procházejí dielektrikem do jiného kovu.
Na tomto principu pracují tunelové
diody. Napěťovým polem lze strmě
měnit proud elektronů procházejících
dielektrikem. Dík tomu může být grafen
vynikajícím materiálem pro výrobu
tranzistorů s tunelovým efektem.
Tranzistor tvoří několik vrstev materiálu,
m.j. nitrid bóru a disulfát molybdenu
v tloušťce jednoho atomu. Takové
superstruktury nikde v přírodě neexitují
a jde o nový princip, jenž při miniaturizaci
do nanoměřítka může pracovat až
na THz kmitočtech.
Profesor Geim považuje předvedení
funkčních vzorků tranzistorů za důležitý
moment ve výzkumném úsilí kolektivu,
avšak zvládnutí technologie
kladení vrstev v atomárním měřítku
si cení více. /šu/
