Grafeen schakelt snel en onthoudt

Reading time: 2 minutes

Author:

Onderzoekers van IBM‘s Thomas J. Watson-onderzoekscentrum hebben een veldeffecttransistor ontwikkeld van grafeen die werkt op 26 GHz. Dat is minder dan de huidige silicium transistoren, maar de onderzoekers voorspellen dat ze de snelheid kunnen opkrikken naar boven de 1 THz. Daarvoor moet de gatelengte verder worden gereduceerd. In de huidige versie bedraagt die 150 nanometer, maar de onderzoekers denken aan 50 nanometer.

IBM verwacht de fabricage van de transistoren op te kunnen nemen in de huidige fab-pijplijn. De huidige versie werd gemaakt door een siliciumcarbide wafer te verhitten tot 1200 graden Celsius. Daardoor verdampt het silicium en blijft het koolstof achter. Dat schikt zich vanzelf in een grafeenlaag. Via traditionele lithografieprocessen zijn vervolgens de metalen elektroden en het isolerende aluminiumoxide aan te brengen.

Ondertussen beschrijven onderzoekers van de Texaanse Rice University in Nature Materials hoe ze een niet-vluchtige geheugencel van grafeen hebben gemaakt. De component heeft een dikte van 5 tot 10 nanometer en wordt bediend door slechts twee aansluitingen in plaats van drie. Ook genereert het weinig warmte. Deze twee eigenschappen maken het geheugen geschikt voor driedimensionale stapeling.

Volgens de onderzoekers kan grafeengeheugen nog andere voordelen bieden. De schakelsnelheid is laag, de researchers hebben het tot 1 microseconde getest. Ook was er na 20 duizend schakelcycli nog geen degradatie merkbaar. Verder zou het geheugen bij veel extremere temperaturen blijven fungeren. De onderzoekers zeggen het getest te hebben van 75 graden onder nul tot 200 in de plus, zonder negatief effect te vinden. Ook elektromagnetische straling had geen invloed.

De Rice-onderzoekers gebruikten een opdampproces om het koolstof aan te brengen, dan wel op nanodraden dan wel op siliciumoxide.