123 100 GHz-s a leggyorsabb tranzisztor Téma: Counter Strike

Képzeljenek el egy csirkehálószerű struktúrát, amely egyetlen atom vastagságú és szénből készült. Ez a különleges anyag a grafén, amiből a mostaniaknál sokkal gyorsabb tranzisztorok készíthetők. Az IBM kutatói most egy lépéssel közelebb kerültek a graféntranzisztorok ipari gyártásához.

A másodpercenként 100 milliárd változtatást elvégző tranzisztor elsősorban a radarokban, orvosi képalkotó eszközökben, valamint a mikrofonokban és kamerákban lévő jelfeldolgozó csipek teljesítményét javítja majd. Az IBM az amerikai védelmi minisztérium megbízásából fejleszti a graféntranzisztort, és a legfrissebb az eredményekről a Science tudományos magazinban jelent meg egy cikk.

A Yu-Ming Lin által vezetett kutatócsoport egy körülbelül 5 centiméteres ostyán rakta össze a grafénprocesszor prototípusát. A gyártási eljárás nagyobb ostyán is működik, ami fontos, hogy olcsón tudjanak gyártani (a jelenleg használt processzorok gyártásában is lényeges, hogy mekkora ostyákból vágják ki a processzorokat).

A graféntranzisztort egy szilícium-karbid ostya felhevítésével hozták létre: a szilícium elpárolgott, és megmaradt a szén csirkeháló. Korábban gondot okozott a grafén érzékenysége, az oxidrétegből létrehozott szigetelő kapuk rontották a grafén minőségét. Az IBM kutatói rájöttek, hogy egy vékony polimerréteg segítségével csökkenthetik a gyártáskor keletkező károkat. Ezzel az újítással majdnem a négyszeresére növelték a graféncsip frekvenciáját.

Tavaly az IBM és a Massachusetts Institute of Technology (MIT) is bemutatott grafén csipeket, amelyek még csak 26 GHz-esek voltak. Ezek még a szilícium csipek mögött is messze elmaradtak, azok hasonló méretben (240  nanométeres kapuhosszúságnál) legfeljebb 40 GHz-esek lehetnek.

Yu-Ming Lin szerint még korai abban reménykedni, hogy a grafének átveszik a szilícium helyét a számítógépekben. A grafénból készült tranzisztorokat nem lehet ki- vagy bekapcsolni, mint a jelenlegi szilícium-tranzisztorokat. Ugyanakkor a grafén nagyon jó analóg tranzisztor, például jelfeldolgozó vagy erősítő lehet. Most ezeket az áramköröket főleg gallium-arzenidből készítik (GaAs), amely sokkal lassabb a grafénnál.