Pesquisadores da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, superaram algumas das dificuldades técnicas para lidar com o material mais promissor do momento, o suficiente para construir o transístor de grafeno mais rápido já fabricado até agora.
Detentor do recorde de mobilidade de cargas elétricas entre todos os materiais conhecidos - a velocidade na qual a informação eletrônica é transmitida através de um material - o grafeno é um excelente candidato para a fabricação de equipamentos eletrônicos de alta velocidade.
Mas as técnicas tradicionais para fabricar transístor a partir das folhas de grafeno geralmente produzem um material de qualidade bastante aquém do seu potencial teórico.
Auto-alinhamento
A equipe do professor Xiangfeng Duan melhorou significativamente a qualidade dos transistores de grafeno criando um novo processo de fabricação que usa um nanofio como guia para o alinhamento das "pernas" do transístor.
O auto-alinhamento é um elemento chave na criação de nanotransistores porque, com a diminuição das dimensões do componente, é cada vez mais difícil fazer com que as portas do componente não fiquem desalinhadas - as portas são os conectores que permitem interligar os transistores ao restante do circuito.
"Esta nova estratégia supera duas limitações encontradas anteriormente em transistores de grafeno", explica Duan. "Primeiro, ela não gera quaisquer defeitos significativos no grafeno durante a fabricação, de forma que a mobilidade das portadoras de carga se mantém. Em segundo lugar, usando uma abordagem de auto-alinhamento com um nanofio como porta superou as dificuldades de alinhamento anteriormente encontradas, permitindo fabricar componentes com canais muito curtos, com um desempenho sem precedentes."
Transístor de grafeno mais rápido do mundo
Os avanços permitiram a fabricação de transistores de grafeno que operam com uma frequência de corte de até 300 GHz - comparável à velocidade dos melhores transistores do momento, feitos de arseneto de gálio ou fosfeto de índio.
A diferença é que, como o grafeno tem uma mobilidade de cargas muito superior à destes materiais semicondutores de alto desempenho, há muito espaço para sua otimização - os pesquisadores acreditam ser possível chegar na faixa dos terahertz.
Para se ter uma ideia do avanço, em 2008 a IBM ganhou as manchetes dos jornais ao apresentar um transístor de grafeno que chaveava a uma velocidade de 26 GHz - veja IBM constrói transístor de grafeno mais rápido do mundo.
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