Il Grafene è una forma speciale di grafite e rappresenta la prossima frontiera nella realizzazione di transistor ad alte prestazioni. Gli esperti sostengono che sarà questo materiale a sostituire il silicio nei circuiti integrati. Recentemente gli scienziati del T.J. Waston Reasearch Center di IBM hanno dato dimostrazione di un transistor in Grafene funzionante a ben 26GHz. Si tratta della frequenza più alta mai raggiunta da un transistor di questo tipo.

Questo risultato rappresenta una pietra miliare nel programma CERA (Carbon Electronics for RF Applications) sponsorizzato dalla DARPA, finalizzato allo sviluppo di dispositivi di comunicazione della prossima generazione. Il Grafene è riuscito a catalizzare un incredibile interesse a livello mondiale per via delle sue proprietà fisiche, che permettono di creare transistor di gran lunga più veloci rispetto a quelli possibili con l'attuale "elettronica del silicio".

I ricercatori del centro di ricerca T.J. Waston sostengono che "la via verso chip più veloci passa attraverso l'evoluzione nel campo dei processi produttivi, quindi una superiore miniaturizzazione unita all'intergrazione di nuovi materiali, come il Grafene".

La velocità di un transistor è determinata dalle dimensioni del dispositivo e dalla velocità di transito degli elettroni. La dimensione è uno dei motivi per cui l'industria dei semiconduttori basati su silicio porta avanti una ricerca incessante nel campo della miniaturizzazione. Ma sappiamo che questo processo prima o poi dovrà scontrarsi con un limite fisico, che si sta avvicinando inesorabilmente.

Uno dei vantaggi chiave del Grafene sta nella velocità con cui gli elettroni si propagano attraverso di esso, il che permette di raggiungere frequenze elevatissime anche con livelli di miniaturizzazione non eccessivi. Ad esempio il transistor sperimentato da IBM ha raggiunto i 26GHz a fronte di una lunghezza di canale di ben 150nm. Un'enormità se pensiamo che i microprocessori migreranno verso transistor in silicio da appena 32nm già nel 2009.

Immaginate dunque il potenziale rappresentato dal Grafene e il - giustificato - entusiasmo dell'industria nei confronti della "elettronica del carbonio". Cosa ancora più importante l'esperimento condotto da IBM ha permesso di valutare per la prima volta la "scalabilità del Grafene. Il team di ricerca ha stabilito che migliorando i materiali dielettrici del gate le performance di questi transistor in Grafene potranno essere ulteriormente migliorate. E non di poco! La previsione è di raggiungere frequenze nell'ordine dei TeraHertz (THz) attraverso un transistor ottimizzato con una lunghezza di canale di 50nm, simile dunque a quelle usate oggi sui chip basati su silicio. Nella prossima fase della sperimentazione i ricercatori di IBM cercheranno di realizzare circuiti a radiofrequenza basati su questi transistor ad alte prestazioni.

I risultati del lavoro compiuto fino ad oggi sono stati pubblicato su Nano Letters con il titolo "Funzionamento dei Transistor in Grafene a frequenze GHz" e possono essere liberamente consultati a questo indirizzo.

Fonte: Marketwire

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