Grafenski tranzistorji obljubljajo 100 GHz

Razvijalci procesorjev so trčili v fizikalne omejitve višanja takta procesorjev, zato že nekaj časa razvoj poteka predvsem v smer tlačenja več jeder na en kos silicija in paralelizacije procesov. Za bistveno višje takte bo potrebno spremeniti fundamentalne pristope in prav to počnejo v IBM-u. V reviji Science poročajo o novih tranzistorjih, ki naj bi bili zgrajeni iz grafena (to je en atom debela plast sp² hibridiziranih ogljikovih atomov; več takih plasti skupaj tvori grafit).

Grafen je dobra izbira, ker je tanek in ker imajo delokalizirani elektroni v njem visoko mobilnost, njihovo prevodnost pa lahko reguliramo podobno kot v dopiranih polprevodnikih. IBM-ovi raziskovalci so termično vzgojili več plasti grafena na rezini iz silicijevega karbida, nato pa so iz njih napravili unipolarne tranzistorje (FET), kjer so bila vrata iz hafnijevega dioksida. Vrata so bila res daljša (240 nm) kot v silicijevih tranzistorjih (32 nm), a je bil grafen debel le eno ali dve plasti.

Grafenske unipolarne tranzistorje so preizkusili pri 30 GHz, ekstrapolacija podatkov pa je pokazala, da bi teoretično z njimi lahko dosegli 100 GHz. Silicijevi tranzistorji podobnih dimenzij so omejeni na 30 GHz. Od uporabnih rezultatov smo kljub temu še daleč, saj so za zdaj uporabili prevodni grafen, ki je imel zato nekoliko nenavadne lastnosti, drugačne od klasičnih polprevodnikov. Poleg tega je bila gibljivost elektronov slaba, verjetno zaradi načina priprave grafena. Ko bodo te težave premagali, pa se lahko nadejamo dosti hitrejših procesorjev.