(PhysOrg.com) -- Dans un article qui vient d'être publié dans le magazine Science , Les chercheurs d'IBM ont démontré un transistor au graphène radiofréquence avec la fréquence de coupure la plus élevée atteinte jusqu'à présent pour n'importe quel dispositif au graphène - 100 milliards de cycles/seconde (100 GigaHertz).
Cette réalisation est une étape clé pour le programme Carbon Electronics for RF Applications (CERA) financé par la DARPA, dans le but de développer des dispositifs de communication de nouvelle génération.
Le record de haute fréquence a été réalisé en utilisant l'échelle de la plaquette, graphène épitaxié à l'aide d'une technologie de traitement compatible avec celle utilisée dans la fabrication de dispositifs avancés en silicium.
"Un avantage clé du graphène réside dans les très grandes vitesses de propagation des électrons, ce qui est essentiel pour atteindre une vitesse élevée, transistors hautes performances de nouvelle génération, " a déclaré le Dr T.C. Chen, vice-président, Science et technologie, Recherche IBM. « La percée que nous annonçons démontre clairement que le graphène peut être utilisé pour produire des dispositifs et des circuits intégrés hautes performances. »
Le graphène est une seule couche épaisse d'atomes de carbone liés dans un arrangement hexagonal en nid d'abeille. Cette forme bidimensionnelle de carbone a des propriétés électriques uniques, optique, les propriétés mécaniques et thermiques et ses applications technologiques sont explorées intensément.
Des plaquettes de graphène uniformes et de haute qualité ont été synthétisées par décomposition thermique d'un substrat de carbure de silicium (SiC). Le transistor au graphène lui-même utilisait une architecture de grille supérieure en métal et un nouvel empilement d'isolants de grille impliquant un polymère et un oxyde à constante diélectrique élevée. La longueur de la porte était modeste, 240 nanomètres, laissant beaucoup d'espace pour une optimisation supplémentaire de ses performances en réduisant la longueur de la porte.
Il est à noter que les performances de fréquence du dispositif au graphène dépassent déjà la fréquence de coupure des transistors au silicium de pointe de la même longueur de grille (~ 40 GigaHertz). Des performances similaires ont été obtenues à partir de dispositifs à base de graphène obtenu à partir de graphite naturel, prouver que de hautes performances peuvent être obtenues à partir de graphène d'origines différentes. Précédemment, l'équipe avait démontré des transistors au graphène avec une fréquence de coupure de 26 gigahertz en utilisant des flocons de graphène extraits de graphite naturel.
