(PhysOrg.com) - Los investigadores de IBM tienen la esperanza de que, durante la próxima década, Los transistores basados en silicio serán reemplazados por transistores basados en carbono. IBM ya ha preparado el terreno para los transistores basados en carbono.
Grafeno uno de los materiales más delgados que se conocen, Consiste en una sola hoja plana de carbono dispuesta en una celosía alveolar. Las láminas de grafeno también tienen una mayor movilidad de los portadores (la velocidad a la que viajan los electrones a un voltaje determinado) que se traducen en movilidades de los portadores que son cientos de veces más grandes que los chips de silicio que se utilizan en la actualidad. Esto hace que el grafeno sea ideal para velocidades de chip más rápidas.
La imagen muestra chips semiconductores a base de carbono con sus transistores de efecto de campo de grafeno de doble capa y doble puerta.
Sin embargo, hay algunos problemas que deben superarse antes de que los transistores basados en carbono puedan ser útiles. Las capas individuales de láminas de grafeno actúan más como un conductor que como un semiconductor debido al hecho de que no tienen banda prohibida.
Los semiconductores tienen una banda prohibida entre su estado conductor y aislante, lo que permite que se enciendan y apaguen fácilmente. Con una banda prohibida que falta, Los FET de grafeno (transistores de efecto de campo) tienen relaciones de corriente de encendido a apagado terribles que son cientos de veces más pequeñas que el silicio.
El grafeno también se calienta considerablemente cuando se opera con corrientes saturadas. Esto se convierte en una gran preocupación porque los dispositivos de grafeno de alto rendimiento deben operar preferiblemente en los límites de la corriente de saturación.
La transferencia de calor del grafeno polarizado a un sustrato subyacente puede ser mucho mayor que la que se encuentra en los transistores de silicio convencionales.
El equipo de investigación de IBM ha obtenido resultados de flujo de calor determinando la distribución de temperatura en transistores de grafeno activos utilizando microscopía óptica combinada con mediciones de transporte eléctrico. También utilizaron modelos de flujo de calor para calcular cómo viaja el calor a lo largo y a través de una escama de grafeno.
La investigación ha demostrado que las interacciones del sustrato se vuelven mucho más importantes en la electrónica del grafeno que en los MOSFET y heteroestructuras tradicionales. Esto deja a los ingenieros para centrarse en sustratos no polares y sustratos que no atrapan cargas.
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