Forskere kommer uden om dårligt hulproblem med grafen ved at bruge negativ differentialresistens

(Phys.org) - Et team af forskere ved University of California har fundet på en måde at bruge grafen i en transistor uden at ofre hastigheden. I et papir har de uploadet til fortryksserveren arXiv , teamet beskriver, hvordan de udnyttede en egenskab af grafen kendt som negativ differentialresistens over for coax transistorlignende egenskaber ud af grafen uden at få det til at opføre sig som en halvleder.

Som de fleste ved, ved at bruge silicium som grundlag for at bygge transistorer når sin logiske konklusion - grundlæggende fysik dikterer, at transistorer baseret på det kun kan gøres så små. Dermed, bestræbelser har været i gang i flere år for at finde et udskiftningsmateriale. En af de førende kandidater, selvfølgelig, er grafen - det har en række egenskaber, der ville gøre det ideelt, den bedste af dem er den utrolige hastighed, hvormed elektroner kan bevæge sig igennem den. Desværre, grafen er ikke et halvledende materiale - det har ingen dårlig kløft. Det gør det ubrugeligt som materiale til brug i en transistor, som i sagens natur skal have en komponent, der tænder og slukker. Graphene forbliver tændt hele tiden.

Forskere har brugt meget tid, penge og kræfter ved at tvinge grafen til at opføre sig som en halvleder, men de fleste bestræbelser har enten mislykkedes fuldstændigt, eller resulterede i en langsommere bevægelse af elektroner - besejrede hele pointen med at bruge grahen i det første nu. Nu, imidlertid, det ser ud til, at teamet på UC har fundet en måde at bruge grafen i en transistor, uden at tvinge den til at have et båndgab.

Forskerne udnyttede en egenskab af grafen kendt som negativ differentialresistens - dette sker når en ladning under visse betingelser påføres et materiale, og kredsløbets samlede spændingsniveau reduceres. Dermed, i stedet for at ændre den måde, grafen opfører sig på, teamet fandt en måde at bruge en anden af ​​dens egenskaber. De brugte faldet i spænding som en logisk port, hvilket naturligvis er en af ​​de grundlæggende komponenter i en transistor.

Teamet har ikke bygget en egentlig transistor endnu, men udtryk optimisme om, at det kan lade sig gøre. Hvis de lykkes, det kan betyde oprettelsen af ​​transistorer, der opererer i 400 GHz -området - størrelsesordener hurtigere end nutidens siliciumbaserede teknologi, selvom de ikke ville blive vist i forbrugerprodukter i mindst ti år på grund af behovet for helt at ændre produktionsprocesser.

© 2013 Phys.org