(PhysOrg.com) - Grafeno, una capa de carbono grafítico de un átomo de espesor, tiene un gran potencial para fabricar dispositivos electrónicos como radios, computadoras y teléfonos más rápidos y más pequeños. Pero sus propiedades únicas también han dado lugar a dificultades para integrar el material en dichos dispositivos.

En un artículo publicado el 1 de septiembre en la revista Naturaleza , un grupo de investigadores de UCLA demuestra cómo han superado algunas de estas dificultades para fabricar el transistor de grafeno más rápido hasta la fecha.

Con la movilidad de portadora más alta conocida, la velocidad a la que un material transmite la información electrónica, el grafeno es un buen candidato para la electrónica de radiofrecuencia de alta velocidad. Pero las técnicas tradicionales para fabricar el material a menudo conducen a deterioros en la calidad del dispositivo.

El equipo de UCLA, dirigido por el profesor de química y bioquímica Xiangfeng Duan, ha desarrollado un nuevo proceso de fabricación de transistores de grafeno utilizando un nanoalambre como puerta autoalineada.

Las puertas autoalineadas son un elemento clave en los transistores modernos, que son dispositivos semiconductores utilizados para amplificar y cambiar señales electrónicas. Las puertas se utilizan para cambiar el transistor entre varios estados, y las compuertas autoalineadas se desarrollaron para hacer frente a los problemas de desalineación debidos a la reducción de la escala de la electrónica.

Para desarrollar la nueva técnica de fabricación, Duan se asoció con otros dos investigadores del California NanoSystems Institute en UCLA, Yu Huang, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli, y Kang Wang, profesor de ingeniería eléctrica en la Escuela Samueli.

"Esta nueva estrategia supera dos limitaciones encontradas anteriormente en los transistores de grafeno, "Dijo Duan." Primero, no produce defectos apreciables en el grafeno durante la fabricación, por lo que se conserva la alta movilidad del portador. Segundo, mediante el uso de un enfoque autoalineado con un nanoalambre como puerta, el grupo pudo superar las dificultades de alineación encontradas anteriormente y fabricar dispositivos de canal muy corto con un rendimiento sin precedentes ".

Estos avances permitieron al equipo demostrar los transistores de grafeno de mayor velocidad hasta la fecha. con una frecuencia de corte de hasta 300 GHz, comparable a los mejores transistores de materiales de alta movilidad de electrones como arseniuro de galio o fosfuro de indio.

"Estamos muy entusiasmados con nuestro enfoque y los resultados, y actualmente estamos realizando esfuerzos adicionales para ampliar el enfoque y aumentar aún más la velocidad ", dijo Lei Liao, becario postdoctoral en UCLA.

La electrónica de radiofrecuencia de alta velocidad también puede encontrar amplias aplicaciones en la comunicación por microondas, tecnologías de imágenes y radar.