(PhysOrg.com) -- Grafene, uno strato di carbonio grafitico dello spessore di un atomo, ha il potenziale per rendere i dispositivi elettronici di consumo più veloci e più piccoli. Ma le sue proprietà uniche, e la scala sempre più ridotta dell'elettronica, inoltre rendono il grafene difficile da fabbricare e da produrre su larga scala.

Nel settembre 2010, un team di ricerca dell'UCLA ha riferito di aver superato alcune di queste difficoltà e di essere stato in grado di fabbricare transistor al grafene con una velocità senza precedenti. Questi transistor utilizzavano un nanofilo come gate autoallineato, l'elemento che commuta il transistor tra i vari stati. Ma la scalabilità di questo approccio è rimasta una questione aperta.

Ora i ricercatori, utilizzando apparecchiature della Nanoelectronics Research Facility e del Centro per l'elettronica ad alta frequenza dell'UCLA, riferiscono di aver sviluppato un approccio scalabile alla fabbricazione di questi transistor al grafene ad alta velocità.

Il team ha utilizzato un approccio di assemblaggio di dielettroforesi per posizionare con precisione gli array di gate di nanofili su grafene di deposizione di vapore chimico su ampia area, al contrario di scaglie di grafene sbucciate meccanicamente, per consentire la fabbricazione razionale di array di transistor ad alta velocità. Sono stati in grado di farlo su un substrato di vetro, riducendo al minimo il ritardo parassita e consentendo transistor al grafene con frequenze di taglio estrinseche superiori a 50 GHz. I tipici transistor in grafene ad alta velocità sono fabbricati su substrati di silicio o carburo di silicio semi-isolanti che tendono a scaricare la carica elettrica, portando a frequenze di taglio estrinseche di circa 10 GHz o meno.

Facendo un ulteriore passo, il team dell'UCLA è stato in grado di utilizzare questi transistor al grafene per costruire circuiti a radiofrequenza funzionanti fino a 10 GHz, un sostanziale miglioramento rispetto ai precedenti rapporti di 20 MHz.

La ricerca apre un percorso razionale alla fabbricazione scalabile di dispositivi ad alta velocità, transistor al grafene autoallineati e circuiti funzionali e dimostra per la prima volta un transistor al grafene con una frequenza di taglio pratica (estrinseca) oltre i 50 GHz.

Questo rappresenta un progresso significativo verso il grafene, circuiti a radiofrequenza che potrebbero essere utilizzati in una varietà di dispositivi, comprese le radio, computer e telefoni cellulari. La tecnologia potrebbe essere utilizzata anche nella comunicazione wireless, tecnologie di imaging e radar.

La ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rivista peer-reviewed Nano lettere .

Il team di ricerca dell'UCLA includeva Xiangfeng Duan, professore di chimica e biochimica; Yu Huang, assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la Henry Samueli School of Engineering and Applied Science; Lei Liao; Jingwei Bai; Rui Cheng; Hailong Zhou; Lixin Liu; e Yuan Liu. Duan e Huang sono anche ricercatori del California NanoSystems Institute dell'UCLA.