(PhysOrg.com) - Durante años, Los científicos e investigadores han estado investigando las propiedades de los nanotubos de carbono y el grafeno para su uso en nanoelectrónica. "No existe una aplicación masiva real de dispositivos basados ​​en grafeno y nanotubos de carbono, "Zhenxing Wang dice PhysOrg.com . "Esta es realmente una oportunidad para que muestren sus capacidades".

Wang es parte de un grupo en el Laboratorio Clave de Física y Química de Nanodispositivos de la Universidad de Pekín en Beijing. Junto con Zhiyong Zhang, Huilong Xu, Li Ding, Sheng Wang, y Lian-Mao Peng, Wang probó un duplicador de frecuencia basado en transistor de efecto de campo de grafeno de puerta superior para medir su rendimiento. Pudieron demostrar que un duplicador de frecuencia basado en grafeno puede proporcionar más del 90% de eficiencia de conversión, mientras que el valor correspondiente no es superior al 30% para el duplicador de frecuencia convencional. Su trabajo se publica en Letras de física aplicada :"Un duplicador de frecuencia basado en transistor de efecto de campo de grafeno de puerta superior de alto rendimiento".

“Nuestro trabajo se centró en aumentar la ganancia y la respuesta de frecuencia del duplicador de frecuencia mediante la utilización de la geometría de la puerta superior en el dispositivo, Wang explica. “Solo con una puerta superior se pueden fabricar circuitos integrales y dispositivos de alto rendimiento. Este trabajo allana el camino para la aplicación masiva de transistores de grafeno en un futuro próximo ".

El grafeno es deseable como material de transistores debido a su alto rendimiento. Wang señala que IBM demostró recientemente que el transistor de grafeno puede operar hasta 100 GHz, y el grupo de la Universidad de Pekín cree que el material aún puede funcionar bien en el régimen de THz. "Esto es muy emocionante, "Wang dice, “Porque un duplicador de frecuencia con alta frecuencia y alta eficiencia puede ser muy costoso. Nuestro dispositivo es más barato, solo consta de un transistor, pero con una eficiencia mucho mayor ".

En Beijing, el grupo fabricó el dispositivo con litografía estándar, capas de grafeno en una oblea de silicio, menor de 1 mm x 1 mm. Para probar el rendimiento, Wang y sus colegas utilizaron un osciloscopio digital. También utilizaron un método de prueba reciente, desarrollado en la Universidad de Pekín, para medir el rendimiento del doblador de grafeno. “Desarrollamos un nuevo método de prueba con un analizador de espectro, que puede obtener información de frecuencia directa y detectar una señal mucho más pequeña que no se puede obtener con un osciloscopio ".

Avanzando este trabajo podría conducir al desarrollo de transistores de grafeno para nanoelectrónica. "En principio, este tipo de dispositivo se puede realizar a escala de oblea, basado en la tecnología de litografía actual y el crecimiento del grafeno a escala de obleas. La producción en masa se puede realizar una vez que la tecnología de crecimiento del grafeno madura, Wang explica. “Esperamos la producción en masa de un duplicador de frecuencia basado en grafeno con una respuesta de frecuencia de hasta 100 GHz, ganancia mayor que 1/10, y con bajo costo y bajo consumo de energía ”.

Este futuro aunque, todavía podría estar de cinco a 10 años, y Wang no está demasiado preocupado por el final de la producción en masa todavía. “Ahora me estoy centrando en mejorar el rendimiento del dispositivo en demostración para mostrar su potencial. La posible optimización se puede hacer a través de medios tales como reemplazar el sustrato con materiales aislantes para reducir la capacitancia parásita ". En algún momento, aunque, los transistores de grafeno podrían ayudar a avanzar en el desarrollo de la electrónica a nanoescala, y el trabajo realizado por los científicos de la Universidad de Pekín están dando un paso en esa dirección.

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