(PhysOrg.com) -- Graphène, une couche de carbone graphitique d'une épaisseur d'un atome, a le potentiel de rendre les appareils électroniques grand public plus rapides et plus petits. Mais ses propriétés uniques, et la diminution de l'échelle de l'électronique, rendent également le graphène difficile à fabriquer et à produire à grande échelle.

En septembre 2010, une équipe de recherche de l'UCLA a indiqué qu'elle avait surmonté certaines de ces difficultés et était capable de fabriquer des transistors au graphène avec une vitesse inégalée. Ces transistors utilisaient un nanofil comme grille auto-alignée, l'élément qui fait basculer le transistor entre différents états. Mais l'évolutivité de cette approche restait une question ouverte.

Maintenant, les chercheurs, en utilisant des équipements de la Nanoelectronics Research Facility et du Center for High Frequency Electronics de l'UCLA, rapportent qu'ils ont développé une approche évolutive pour fabriquer ces transistors en graphène à grande vitesse.

L'équipe a utilisé une approche d'assemblage par diélectrophorèse pour placer avec précision des réseaux de portes de nanofils sur du graphène de croissance de dépôt chimique en phase vapeur - par opposition aux flocons de graphène pelés mécaniquement - afin de permettre la fabrication rationnelle de réseaux de transistors à grande vitesse. Ils ont pu le faire sur un substrat de verre, minimiser les retards parasites et activer les transistors au graphène avec des fréquences de coupure extrinsèques supérieures à 50 GHz. Les transistors de graphène à grande vitesse typiques sont fabriqués sur des substrats de silicium ou de carbure de silicium semi-isolant qui ont tendance à évacuer la charge électrique, conduisant à des fréquences de coupure extrinsèques d'environ 10 GHz ou moins.

Faire un pas supplémentaire, l'équipe de l'UCLA a pu utiliser ces transistors au graphène pour construire des circuits radiofréquence fonctionnant jusqu'à 10 GHz, une amélioration substantielle par rapport aux rapports précédents de 20 MHz.

La recherche ouvre une voie rationnelle à la fabrication évolutive de haute vitesse, transistors en graphène auto-alignés et circuits fonctionnels et il démontre pour la première fois un transistor en graphène avec une fréquence de coupure pratique (extrinsèque) au-delà de 50 GHz.

Cela représente une avancée significative vers le graphène, circuits radiofréquence pouvant être utilisés dans une variété d'appareils, y compris les radios, ordinateurs et téléphones portables. La technologie peut également être utilisée dans la communication sans fil, technologies d'imagerie et de radar.

La recherche a récemment été publiée dans la revue à comité de lecture Lettres nano .

L'équipe de recherche de l'UCLA comprenait Xiangfeng Duan, professeur de chimie et de biochimie; Yu Huang, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à la Henry Samueli School of Engineering and Applied Science; Lei Liao; Jingwei Bai; Rui Cheng; Hailong Zhou; Lixin Liu; et Yuan Liu. Duan et Huang sont également chercheurs au California NanoSystems Institute de l'UCLA.