Caractéristiques de résistance différentielle négative observées expérimentalement dans des dispositifs en graphène. (a) SEM de SEM vue de dessus d'un dispositif typique de graphène à double porte. La couleur or est la source/drain, la couleur rose est la porte supérieure et la couleur bleue en dessous est un flocon de graphène. La grille et le canal de graphène sont séparés par un empilement d'oxydes à deux couches d'AlOx et de HfO2. La barre d'échelle est de 1μm. (b) Les caractéristiques de transfert du dispositif BLG sous différentes tensions de grille arrière. La résistance accrue à une tension de grille arrière élevée indiquait une ouverture de bande interdite par un champ électrique perpendiculaire. L'encart montre le décalage du point de Dirac lorsque la tension de la grille arrière change. Crédit :arXiv:1308.2931 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org) — Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie a trouvé un moyen d'utiliser le graphène dans un transistor sans sacrifier la vitesse. Dans un document qu'ils ont téléchargé sur le serveur de préimpression arXiv , l'équipe décrit comment ils ont tiré parti d'une propriété du graphène connue sous le nom de résistance différentielle négative pour extraire des propriétés de type transistor coaxiales du graphène sans le faire se comporter comme un semi-conducteur.
Comme presque tout le monde le sait, l'utilisation du silicium comme base pour la construction de transistors atteint sa conclusion logique - la physique de base dicte que les transistors basés sur celui-ci ne peuvent être fabriqués que si petit. Ainsi, des efforts sont en cours depuis plusieurs années pour trouver un matériau de remplacement. L'un des principaux candidats, bien sûr, est le graphène - il a une variété de propriétés qui le rendraient idéal, dont le meilleur est la vitesse incroyable à laquelle les électrons peuvent se déplacer à travers elle. Malheureusement, le graphène n'est pas un matériau semi-conducteur, il n'a pas de mauvais gap. Cela le rend inutile comme matériau à utiliser dans un transistor, qui, de par sa nature même, doit avoir un composant qui s'allume et s'éteint. Le graphène reste allumé tout le temps.
Les chercheurs ont passé beaucoup de temps, de l'argent et des efforts pour forcer le graphène à se comporter comme un semi-conducteur, mais la plupart des efforts ont soit complètement échoué, ou a entraîné un ralentissement du mouvement des électrons, vainquant tout l'intérêt d'utiliser le grahene dans le premier maintenant. Maintenant, cependant, il semble que l'équipe de l'UC ait trouvé un moyen d'utiliser le graphène dans un transistor, sans le forcer à avoir une bande interdite.
Les chercheurs ont tiré parti d'une propriété du graphène connue sous le nom de résistance différentielle négative - cela se produit lorsqu'une charge est appliquée dans certaines conditions à un matériau et que le niveau de tension global du circuit est réduit. Ainsi, au lieu de changer le comportement du graphène, l'équipe a trouvé un moyen d'utiliser une autre de ses propriétés. Ils ont utilisé la chute de tension comme une porte logique, qui est bien sûr l'un des composants de base d'un transistor.
L'équipe n'a pas encore construit de transistor réel, mais exprimer l'optimisme que cela peut être fait. S'ils réussissent, cela pourrait signifier la création de transistors qui fonctionnent dans la gamme 400 GHz, des ordres de grandeur plus rapides que la technologie à base de silicium d'aujourd'hui, bien qu'ils n'apparaissent pas dans les produits de consommation pendant au moins dix ans en raison de la nécessité de changer complètement les processus de production.
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