(PhysOrg.com) -- Un nouveau transistor fabriqué à partir de graphène - le matériau le plus fin au monde - a été développé par une équipe de recherche de l'Université de Southampton.

Le nouveau transistor atteint une performance de commutation élevée record qui rendra nos futurs appareils électroniques - tels que les PDA et les ordinateurs - encore plus fonctionnels et performants.

Dans un article publié en Lettres électroniques , Le Dr Zakaria Moktadir du groupe de recherche Nano de l'Université décrit comment ses recherches sur le graphène, un matériau constitué d'une seule couche atomique de carbone, disposés dans une structure en nid d'abeilles bidimensionnelle, a conduit au développement de transistors à effet de champ au graphène (GFET) avec une structure de canal unique à l'échelle nanométrique.

Selon le Dr Moktadir, dans le cadre de l'électronique, le graphène pourrait potentiellement remplacer ou au moins être utilisé parallèlement aux intégrations de silicium.

"La downscaling du silicium CMOS atteint ses limites et nous devons trouver une alternative adaptée, " il dit.

"D'autres chercheurs avaient envisagé le graphène comme une possibilité, mais j'ai découvert que l'un des inconvénients était que les propriétés physiques intrinsèques du graphène rendaient difficile l'arrêt du flux de courant."

Le Dr Moktadir a découvert qu'en introduisant des singularités géométriques (telles que des coudes et des angles aigus) dans les nanofils de graphène bicouche, le courant pourrait être coupé efficacement.

Selon le professeur Hiroshi Mizuta, Responsable du groupe Nano, cette approche d'ingénierie a atteint un rapport de commutation marche/arrêt 1, 000 fois plus élevé que les tentatives précédentes.

"D'énormes efforts ont été déployés à travers le monde pour pincer électrostatiquement le canal des GFET, mais les approches existantes nécessitent soit que la largeur du canal soit beaucoup plus étroite que 10 nanomètres ou qu'une très haute tension soit appliquée verticalement à travers les couches de graphène bicouche, " il dit.

"Cela n'a pas atteint un rapport marche/arrêt suffisamment élevé, et n'est pas viable pour une utilisation pratique."

Le Dr Moktadir a développé ce transistor à l'aide du nouveau microscope à faisceau d'ions hélium et d'un système de faisceau d'ions gallium focalisé au Southampton Nanofabrication Centre, qui possède certaines des meilleures installations de nanofabrication au monde.

"Il s'agit d'une percée dans la quête continue de développer des transistors avancés alors que nous progressons au-delà de notre technologie CMOS actuelle, " dit le professeur Harvey Rutt, Responsable Electronique et Informatique.

"Cela aura des implications majeures pour la prochaine génération d'ordinateurs, systèmes de communication et électroniques. L'introduction de singularités géométriques dans le canal du graphène est un nouveau concept qui atteint des performances supérieures tout en gardant la structure GFET simple et donc exploitable commercialement. »

Après avoir créé le transistor, Le Dr Moktadir entreprend actuellement d'autres recherches pour comprendre le mécanisme qui empêche le courant de circuler dans le canal, tester sa fiabilité et ses performances dans diverses conditions de bruit et de température.