(PhysOrg.com) - Investigadores de la División de Materiales del Centro Electroóptico (EOC) en Penn State han producido obleas de grafeno de 100 mm de diámetro, un hito clave en el desarrollo del grafeno para la próxima generación de alta potencia, Dispositivos electrónicos de alta frecuencia.

El grafeno es la forma bidimensional del grafito y consta de átomos de carbono fuertemente unidos en una disposición hexagonal que se asemeja a una malla de gallinero. Gracias a la capacidad de un electrón de moverse a 1/300 de la velocidad de la luz a través del grafeno (significativamente más rápido que el silicio), El grafeno es un material candidato para muchas aplicaciones informáticas de alta velocidad en la industria multimillonaria de dispositivos semiconductores.

El Penn State EOC es un centro líder para la síntesis de materiales de grafeno y dispositivos basados ​​en grafeno. Usando un proceso llamado sublimación de silicio, Los investigadores de EOC, David Snyder y Randy Cavalero, procesaron térmicamente obleas de carburo de silicio en un horno de alta temperatura hasta que el silicio migró lejos de la superficie. dejando una capa de carbono que se formó en una película de grafeno de uno a dos átomos de espesor en la superficie de la oblea. Las obleas EOC tenían 100 mm de diámetro, el diámetro más grande disponible comercialmente para obleas de carburo de silicio, y superó la demostración anterior de 50 mm.

Según el científico de materiales de EOC Joshua Robinson, Penn State está fabricando transistores de efecto de campo en las obleas de grafeno de 100 mm y comenzará las pruebas de rendimiento del transistor a principios de 2010. Otro objetivo es mejorar la velocidad de los electrones en el grafeno hecho de obleas de carburo de silicio para acercarlo a la velocidad teórica. aproximadamente 100 veces más rápido que el silicio. Eso requerirá mejoras en la calidad del material, dice Robinson, pero la tecnología es nueva y hay mucho espacio para mejoras en el procesamiento.

Además de la sublimación de silicio, Los investigadores de EOC Joshua Robinson, Mark Fanton, Brian Weiland, Kathleen Trumbull y Michael LaBella están desarrollando la síntesis y fabricación de dispositivos de grafeno sobre silicio como un medio para lograr diámetros de obleas superiores a 200 mm. una necesidad para integrar el grafeno en la industria de semiconductores existente. Con el apoyo del Centro de Guerra de Superficie Naval en Crane, Indiana., Los investigadores de EOC se centran inicialmente en materiales de grafeno para mejorar el rendimiento del transistor en diversas aplicaciones de radiofrecuencia (RF).

Con su notable físico, propiedades químicas y estructurales, el grafeno se está estudiando en todo el mundo para la electrónica, muestra, células solares, sensores, y almacenamiento de hidrógeno. El grafeno tiene el potencial de habilitar la computación en terahercios, a velocidades de procesador de 100 a 1, 000 veces más rápido que el silicio. Para un material que se aisló por primera vez hace solo cinco años, el grafeno está comenzando rápidamente.