IBM skaber det første grafenbaserede integrerede kredsløb

(PhysOrg.com) -- Tager et kæmpe skridt fremad i skabelsen og produktionen af ​​grafenbaserede integrerede kredsløb, IBM har annonceret i Videnskab , fremstillingen af ​​et grafenbaseret integreret kredsløb på en enkelt chip. Demonstrationschippen, kendt som en radiofrekvens "mixer" er i stand til at producere frekvenser op til 10 GHz, og demonstrerer, at det er muligt at overvinde de adhæsionsproblemer, der har hindret forskeres bestræbelser på at skabe grafenbaserede IC'er, der kan bruges i analoge applikationer såsom mobiltelefoner eller mere sandsynligt militær kommunikation.

IBM og andre havde tidligere vist, at det var muligt at skabe en grafenbaseret transistor; denne seneste forskning tager denne teknologi et skridt videre ved at kombinere transistoren og anden elektronik på en enkelt chip for at skabe et fuldgyldigt integreret kredsløb.

Grafenkredsløbene blev startet ved at dyrke en to- eller trelags grafenfilm på en siliciumoverflade, som derefter blev opvarmet til 1400°C. Grafen IC'en blev derefter fremstillet ved at anvende top-gatede, dual fingered graphene FET'er (felteffekttransistorer), som derefter blev integreret med induktorer. De aktive kanaler blev lavet ved at spin-coating waferen med en tynd polymer og derefter påføre et lag hydrogensilsequioxan. Kanalerne blev derefter skåret ved e-beam litografi. Næste, det overskydende grafen blev fjernet med en oxygenplasmalaser, og så blev hele værket renset med acetone. Resultatet er et integreret kredsløb, der er mindre end 1 mm ² i samlet størrelse.

Chippen producerer udgangssignaler med blandede frekvenser, deraf navnet, og mens den udviklede prototype ikke forventes at blive brugt i en egentlig enhed, fremtidige chips, der bruger den nye teknologi, forventes at blive brugt i trådløs kommunikation. Da en væsentlig kilde til finansieringen af ​​forskningen er blevet leveret af U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), vil den første anvendelse af en sådan chip i en ansøgning sandsynligvis være til hemmelighedsfuld kommunikation mellem luftbårne militærpiloter; de genererede ultrahøje frekvenser gør den ideel til sådanne sikre applikationer.

At få grafenet til at klæbe til andre elektroniske komponenter var efter alt at dømme den sværeste del af hele processen, og tog åbenbart holdet, ledet af Phaedon Avouris, hele et år at nå; men det var klart indsatsen værd, da forskerhold verden over fortsætter med at søge efter en eventuel erstatning til silicium i integrerede chips, som efter de fleste regnskaber vil nå sine grænser inden for de næste par år.

© 2010 PhysOrg.com