(PhysOrg.com) -- Des chercheurs de la division des matériaux de l'Electro-Optics Center (EOC) de Penn State ont produit des plaquettes de graphène de 100 mm de diamètre, une étape clé dans le développement du graphène pour la prochaine génération de haute puissance, appareils électroniques à haute fréquence.

Le graphène est la forme bidimensionnelle du graphite et se compose d'atomes de carbone étroitement liés dans un arrangement hexagonal ressemblant à du grillage. Grâce à la capacité d'un électron à se déplacer à 1/300ème de la vitesse de la lumière à travers le graphène (nettement plus rapide que le silicium), Le graphène est un matériau candidat pour de nombreuses applications informatiques à grande vitesse dans l'industrie des dispositifs à semi-conducteurs de plusieurs milliards de dollars.

Le Penn State EOC est un centre de premier plan pour la synthèse de matériaux à base de graphène et de dispositifs à base de graphène. En utilisant un procédé appelé sublimation au silicium, Les chercheurs d'EOC David Snyder et Randy Cavalero ont traité thermiquement des plaquettes de carbure de silicium dans un four à haute température jusqu'à ce que le silicium migre loin de la surface, laissant derrière lui une couche de carbone qui s'est formée en un film de graphène d'un à deux atomes d'épaisseur sur la surface de la plaquette. Les plaquettes EOC avaient un diamètre de 100 mm, le plus grand diamètre disponible dans le commerce pour les plaquettes de carbure de silicium, et a dépassé la précédente démonstration de 50 mm.

Selon Joshua Robinson, scientifique des matériaux d'EOC, Penn State fabrique actuellement des transistors à effet de champ sur les plaquettes de graphène de 100 mm et commencera les tests de performance des transistors au début de 2010. Un autre objectif est d'améliorer la vitesse des électrons dans le graphène fabriqué à partir de plaquettes de carbure de silicium pour se rapprocher de la vitesse théorique, environ 100 fois plus rapide que le silicium. Cela nécessitera des améliorations de la qualité des matériaux, dit Robinson, mais la technologie est nouvelle et il y a beaucoup de place pour des améliorations dans le traitement.

En plus de la sublimation au silicium, Les chercheurs de l'EOC Joshua Robinson, Marc Fanton, Brian Weiland, Kathleen Trumbull et Michael LaBella développent la synthèse et la fabrication de dispositifs de graphène sur silicium comme moyen d'atteindre des diamètres de plaquettes supérieurs à 200 mm, une nécessité pour intégrer le graphène dans l'industrie des semi-conducteurs existante. Avec le soutien du Naval Surface Warfare Center de Crane, Indiana., Les chercheurs d'EOC se concentrent initialement sur les matériaux de graphène pour améliorer les performances des transistors dans diverses applications radiofréquence (RF).

Avec son physique remarquable, propriétés chimiques et structurelles, le graphène est étudié dans le monde entier pour l'électronique, affiche, cellules solaires, capteurs, et le stockage de l'hydrogène. Le graphène a le potentiel de permettre le calcul térahertz, à des vitesses de processeur de 100 à 1, 000 fois plus rapide que le silicium. Pour un matériau qui a été isolé pour la première fois il y a seulement cinq ans, le graphène démarre rapidement.