Institut avancé de technologie de Samsung, le cœur de l'incubateur de R&D pour Samsung Electronics, a développé une nouvelle structure de transistor utilisant du graphène.

Tel que publié en ligne dans la revue Science jeudi, 17 mai, cette recherche est considérée comme nous ayant permis de faire un pas de plus vers le développement de transistors capables de dépasser les limites du silicium conventionnel.

Actuellement, Les dispositifs semi-conducteurs sont constitués de milliards de transistors au silicium. Pour augmenter les performances des semi-conducteurs (la vitesse des appareils), les options devaient être soit de réduire la taille des transistors individuels pour raccourcir la distance de déplacement des électrons, ou d'utiliser un matériau avec une mobilité électronique plus élevée qui permet une vitesse électronique plus rapide. Depuis 40 ans, l'industrie a augmenté les performances en réduisant la taille. Cependant, les experts pensent que nous approchons maintenant des limites potentielles de la réduction.

Étant donné que le graphène possède une mobilité électronique environ 200 fois supérieure à celle du silicium, il a été considéré comme un substitut potentiel. Bien qu'un problème avec le graphène soit que, contrairement aux matériaux semi-conducteurs conventionnels, le courant ne peut pas être coupé car il est semi-métallique. C'est devenu le problème clé dans la réalisation des transistors au graphène. Un flux de courant actif et inactif est nécessaire dans un transistor pour représenter « 1 » et « 0 » des signaux numériques. Des solutions et des recherches antérieures ont tenté de convertir le graphène en semi-conducteur. Cependant, cela a radicalement diminué la mobilité du graphène, conduisant au scepticisme quant à la faisabilité des transistors au graphène.

En repensant les principes de fonctionnement de base des commutateurs numériques, Samsung Advanced Institute of Technology a développé un appareil capable de couper le courant dans le graphène sans dégrader sa mobilité. La barrière Schottky graphène-silicium démontrée peut activer ou désactiver le courant en contrôlant la hauteur de la barrière. Le nouvel appareil a été nommé Barristor, après sa fonction contrôlable par barrière.

En outre, élargir la recherche sur la possibilité d'applications de dispositifs logiques, la porte logique (onduleur) et les circuits logiques (demi-additionneur) les plus élémentaires ont été fabriqués, et le fonctionnement de base (ajout) a été démontré.

Samsung Advanced Institute of Technology détient 9 brevets majeurs liés à la structure et au mode de fonctionnement du Graphene Barristor.