(Phys.org) —Un equipo de investigación con miembros de EE. UU. E Italia ha logrado construir un circuito digital de grafeno integrado que puede funcionar en frecuencias de gigahercios. En su artículo publicado en la revista ACS Nano , el equipo describe cómo construyeron su circuito, su desempeño, y sus limitaciones.

Investigadores de todo el mundo continúan considerando el grafeno como un medio para superar las limitaciones de tamaño del silicio, haciendo circuitos de menos de 10 nm. El grafeno es un candidato ideal porque los electrones pueden atravesar la capa única de átomos de carbono como si no tuvieran masa. Desafortunadamente, el grafeno no es un semiconductor, por lo tanto, se deben incluir otros materiales en un dispositivo para permitir el uso del grafeno en un circuito. Hasta la fecha, los esfuerzos para hacerlo han tenido un éxito limitado:las fugas de corriente en los puntos de unión que conducen a un rendimiento deficiente.

En este nuevo esfuerzo, los investigadores construyeron un oscilador de anillo, un circuito utilizado para evaluar los límites de rendimiento de los dispositivos electrónicos digitales, basado en grafeno utilizando una nueva técnica (los intentos anteriores de otros equipos para construir un dispositivo de este tipo exhibieron un rendimiento limitado). Para crear una conexión más fuerte entre el grafeno y otros componentes, el equipo cultivó el grafeno directamente sobre ellos. Una vez que todas las piezas estuvieron en su lugar, el equipo probó el dispositivo aplicando electricidad, bajando lentamente el voltaje. Mientras lo hacían, la frecuencia de oscilación aumentó, pasando de 350MHz a 1.2GHz. Esta frecuencia es rutinaria para los dispositivos basados ​​en silicio, pero marca un nuevo punto alto para los basados ​​en grafeno.

Al ejecutar su circuito, los investigadores notaron una característica de su dispositivo que en realidad era mejor que las basadas en silicio:el rendimiento no se degradaba debido a las fluctuaciones de voltaje. También reconocen que, al igual que otros dispositivos basados ​​en grafeno, todavía había demasiada fuga de corriente y su velocidad estaba limitada por la resistencia en el grafeno y el límite del sustrato. Esto significa que su oscilador de anillo basado en grafeno aún no está listo para el mundo real. Todavía, creen que su trabajo ha demostrado que se pueden hacer circuitos de alta frecuencia basados ​​en grafeno y que un trabajo adicional puede reducir la resistencia y conducir a circuitos basados ​​en grafeno de mayor frecuencia.

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