(PhysOrg.com) -- Een onderzoeksteam van de Universiteit van Southampton heeft een nieuwe transistor ontwikkeld die is gemaakt van grafeen - 's werelds dunste materiaal.

De nieuwe transistor behaalt een recordhoge schakelprestatie die onze toekomstige elektronische apparaten - zoals PDA's en computers - nog functioneler en krachtiger zal maken.

In een paper gepubliceerd in Elektronica Brieven , Dr. Zakaria Moktadir van de Nano-onderzoeksgroep aan de universiteit beschrijft hoe zijn onderzoek naar grafeen, een materiaal gemaakt van een enkele atomaire laag koolstof, gerangschikt in een tweedimensionale honingraatstructuur, leidde tot de ontwikkeling van grafeen-veldeffecttransistoren (GFET's) met een unieke kanaalstructuur op nanoschaal.

Volgens Dr. Moktadir, op het gebied van elektronica, grafeen kan mogelijk worden vervangen of op zijn minst naast siliciumintegraties worden gebruikt.

"Silicon CMOS-downscaling bereikt zijn grenzen en we moeten een geschikt alternatief vinden, " hij zegt.

"Andere onderzoekers hadden grafeen als een mogelijkheid gezien, maar ontdekte dat een van de nadelen was dat de intrinsieke fysieke eigenschappen van grafeen het moeilijk maken om de stroom uit te schakelen."

Dr. Moktadir ontdekte dat door geometrische singulariteiten (zoals scherpe bochten en hoeken) in dubbellaagse grafeennanodraden te introduceren, de stroom kan efficiënt worden uitgeschakeld.

Volgens professor Hiroshi Mizuta, hoofd van de Nano-groep, deze technische benadering heeft een aan / uit-schakelverhouding 1 bereikt 000 keer hoger dan eerdere pogingen.

"Er zijn over de hele wereld enorme inspanningen geleverd om het kanaal van GFET's elektrostatisch af te knijpen, maar de bestaande benaderingen vereisen dat de kanaalbreedte veel smaller is dan 10 nanometer of dat een zeer hoge spanning verticaal wordt aangelegd over dubbellaagse grafeenlagen, " hij zegt.

"Hierdoor is geen aan/uit-verhouding bereikt die hoog genoeg is, en is niet levensvatbaar voor praktisch gebruik."

Dr. Moktadir ontwikkelde deze transistor met behulp van de nieuwe heliumionenbundelmicroscoop en een gefocusseerd galliumionenbundelsysteem in het Southampton Nanofabrication Centre, die enkele van de beste nanofabricagefaciliteiten ter wereld heeft.

"Dit is een doorbraak in de voortdurende zoektocht naar het ontwikkelen van geavanceerde transistors naarmate we verder komen dan onze huidige CMOS-technologie, " zegt professor Harvey Rutt, Hoofd Elektronica en Informatica.

"Het zal grote gevolgen hebben voor de volgende generatie computers, communicatie en elektronische systemen. Het introduceren van geometrische singulariteiten in het grafeenkanaal is een nieuw concept dat superieure prestaties behaalt terwijl de GFET-structuur eenvoudig en daarom commercieel bruikbaar blijft."

Nadat de transistor is gemaakt, Dr. Moktadir doet nu verder onderzoek om het mechanisme te begrijpen dat ervoor zorgt dat de stroom stopt met stromen in het kanaal, het testen van de betrouwbaarheid en prestaties onder verschillende geluids- en temperatuuromstandigheden.