(PhysOrg.com) -- Een gigantische stap voorwaarts zetten in de creatie en productie van op grafeen gebaseerde geïntegreerde schakelingen, IBM heeft aangekondigd in Wetenschap , de fabricage van een op grafeen gebaseerde geïntegreerde schakeling op een enkele chip. De demonstratiechip, bekend als een radiofrequentie "mixer" is in staat frequenties tot 10 GHz te produceren, en toont aan dat het mogelijk is om de adhesieproblemen te overwinnen die onderzoekers hebben belemmerd bij het maken van op grafeen gebaseerde IC's die kunnen worden gebruikt in analoge toepassingen zoals mobiele telefoons of meer waarschijnlijke militaire communicatie.

IBM en anderen hadden eerder aangetoond dat het mogelijk was om een ​​op grafeen gebaseerde transistor te maken; dit nieuwste onderzoek brengt die technologie nog een stap verder door de transistor en andere elektronica op een enkele chip te combineren om een ​​volwaardige geïntegreerde schakeling te creëren.

De grafeencircuits werden gestart door een twee- of drielaags grafeenfilm op een siliciumoppervlak te laten groeien dat vervolgens werd verwarmd tot 1400 ° C. Het grafeen-IC werd vervolgens gefabriceerd door gebruik te maken van topgated, dual fingered grafeen FET's (veldeffecttransistoren) die vervolgens werden geïntegreerd met inductoren. De actieve kanalen werden gemaakt door de wafel te spincoaten met een dun polymeer en vervolgens een laag waterstofsilsequioxaan aan te brengen. De kanalen werden vervolgens gesneden door e-beam lithografie. Volgende, het overtollige grafeen werd verwijderd met een zuurstofplasmalaser, en vervolgens werd het hele werk schoongemaakt met aceton. Het resultaat is een geïntegreerde schakeling die kleiner is dan 1 mm ² in totale grootte.

De chip produceert uitgangssignalen met gemengde frequenties, vandaar de naam, en hoewel het niet wordt verwacht dat het ontwikkelde prototype in een echt apparaat zal worden gebruikt, toekomstige chips die gebruikmaken van de nieuwe technologie zullen naar verwachting worden gebruikt in draadloze communicatie. Aangezien een belangrijke financieringsbron voor het onderzoek is geleverd door het Amerikaanse Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), zal een dergelijke chip waarschijnlijk voor het eerst worden gebruikt voor geheime communicatie tussen militaire piloten in de lucht; de gegenereerde ultrahoge frequenties maken het ideaal voor dergelijke veilige toepassingen.

Het grafeen laten hechten aan andere elektronische componenten was in alle opzichten het moeilijkste deel van het hele proces, en blijkbaar nam het team, onder leiding van Phaedon Avoris, een heel jaar te volbrengen; maar het was duidelijk de moeite waard, aangezien onderzoeksteams over de hele wereld blijven zoeken naar een eventuele vervanging van silicium in geïntegreerde chips, die volgens de meeste accounts de komende jaren zijn limieten zal bereiken.

© 2010 PhysOrg.com