(PhysOrg.com) - Grafeno, una capa de carbono grafítico de un átomo de espesor, tiene el potencial de hacer que los dispositivos electrónicos de consumo sean más rápidos y más pequeños. Pero sus propiedades únicas, y la escala cada vez menor de la electrónica, también hacen que el grafeno sea difícil de fabricar y producir a gran escala.

En septiembre de 2010, un equipo de investigación de la UCLA informó que habían superado algunas de estas dificultades y pudieron fabricar transistores de grafeno con una velocidad incomparable. Estos transistores usaban un nanocable como puerta autoalineada, el elemento que cambia el transistor entre varios estados. Pero la escalabilidad de este enfoque seguía siendo una cuestión abierta.

Ahora los investigadores, utilizando equipos de la Instalación de Investigación de Nanoelectrónica y el Centro de Electrónica de Alta Frecuencia de UCLA, informan que han desarrollado un enfoque escalable para fabricar estos transistores de grafeno de alta velocidad.

El equipo utilizó un enfoque de ensamblaje de dielectroforesis para colocar con precisión matrices de puertas de nanocables en grafeno de crecimiento de deposición de vapor químico de gran área, en oposición a escamas de grafeno peladas mecánicamente, para permitir la fabricación racional de matrices de transistores de alta velocidad. Pudieron hacer esto sobre un sustrato de vidrio, minimizando el retardo parásito y habilitando transistores de grafeno con frecuencias de corte extrínsecas superiores a 50 GHz. Los transistores de grafeno de alta velocidad típicos se fabrican en silicio o sustratos de carburo de silicio semi-aislantes que tienden a eliminar la carga eléctrica. conduciendo a frecuencias de corte extrínsecas de alrededor de 10 GHz o menos.

Dando un paso adicional, el equipo de UCLA pudo usar estos transistores de grafeno para construir circuitos de radiofrecuencia que funcionaban hasta 10 GHz, una mejora sustancial con respecto a informes anteriores de 20 MHz.

La investigación abre un camino racional hacia la fabricación escalable de alta velocidad, transistores de grafeno autoalineados y circuitos funcionales y demuestra por primera vez un transistor de grafeno con una frecuencia de corte práctica (extrínseca) más allá de 50 GHz.

Esto representa un avance significativo hacia el grafeno, circuitos de radiofrecuencia que podrían usarse en una variedad de dispositivos, incluyendo radios, computadoras y teléfonos móviles. La tecnología también podría usarse en comunicaciones inalámbricas, tecnologías de imágenes y radar.

La investigación fue publicada recientemente en la revista revisada por pares. Nano letras .

El equipo de investigación de UCLA incluyó a Xiangfeng Duan, profesor de química y bioquímica; Yu Huang, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli; Lei Liao; Jingwei Bai; Rui Cheng; Hailong Zhou; Lixin Liu; y Yuan Liu. Duan y Huang también son investigadores del California NanoSystems Institute de UCLA.