Características de resistencia diferencial negativa observadas experimentalmente en dispositivos de grafeno. (a) SEM de SEM de vista superior de un dispositivo típico de grafeno de doble puerta. El color dorado es la fuente / drenaje, el color rosa es la puerta superior y el color azul debajo es escamas de grafeno. La puerta y el canal de grafeno están separados por una pila de óxido de dos capas de AlOx y HfO2. La barra de escala es de 1 μm. (b) Las características de transferencia del dispositivo BLG bajo diferente voltaje de puerta trasera. El aumento de la resistencia a un voltaje de puerta trasera grande indicó la apertura de la banda prohibida por un campo eléctrico perpendicular. El recuadro muestra el cambio de punto de Dirac a medida que cambia el voltaje de la puerta trasera. Crédito:arXiv:1308.2931 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org) —Un equipo de investigadores de la Universidad de California ha ideado una forma de utilizar el grafeno en un transistor sin sacrificar la velocidad. En un documento que han subido al servidor de preimpresión arXiv , el equipo describe cómo aprovecharon una propiedad del grafeno conocida como resistencia diferencial negativa para extraer propiedades similares a transistores del grafeno sin hacer que se comporte como un semiconductor.
Como casi todo el mundo sabe, usar silicio como base para construir transistores está llegando a su conclusión lógica:la física básica dicta que los transistores basados en él solo pueden hacerse tan pequeños. Por lo tanto, Se han realizado esfuerzos durante varios años para encontrar un material de reemplazo. Uno de los principales candidatos, por supuesto, es el grafeno:tiene una variedad de propiedades que lo harían ideal, el mejor de los cuales es la increíble velocidad a la que los electrones pueden moverse a través de él. Desafortunadamente, el grafeno no es un material semiconductor, no tiene ningún mal espacio. Eso lo hace inútil como material para usar en un transistor, que por su propia naturaleza debe tener un componente que se enciende y se apaga. El grafeno permanece encendido todo el tiempo.
Los investigadores han pasado mucho tiempo dinero y esfuerzo tratando de obligar al grafeno a comportarse como un semiconductor, pero la mayoría de los esfuerzos han fracasado por completo, o resultó en una desaceleración del movimiento de los electrones, lo que anuló el punto de usar grahene en el primer ahora. Ahora, sin embargo, parece que el equipo de la UC ha encontrado una forma de utilizar el grafeno en un transistor, sin forzarlo a tener una banda prohibida.
Los investigadores aprovecharon una propiedad del grafeno conocida como resistencia diferencial negativa:esto ocurre cuando se aplica una carga en ciertas condiciones a un material y se reduce el nivel de voltaje general del circuito. Por lo tanto, en lugar de cambiar la forma en que se comporta el grafeno, el equipo encontró una forma de utilizar otra de sus propiedades. Usaron la caída de voltaje como una puerta lógica, que por supuesto es uno de los componentes básicos de un transistor.
El equipo aún no ha construido un transistor real, pero exprese optimismo de que se puede hacer. Si lo consiguen podría significar la creación de transistores que operan en el rango de 400 GHz, órdenes de magnitud más rápido que la tecnología actual basada en silicio, aunque no aparecerían en productos de consumo durante al menos diez años debido a la necesidad de cambiar por completo los procesos de producción.
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