Länge har det varit en kontinuerlig utveckling av snabbare och snabbare processorer, men tekniken har nått taket. Nu har man fått fungerande kretsar med ny teknik.
Vanliga processeror har tillverkats av kisel men nu har kiselkarbid används för att göra grafenhalvledare.
För första gången har forskare skapat en funktionell halvledare gjord av grafen. ”Silicon är inte slutstationen för elektronik, det är bara början”, säger Walter de Heer, som ledde arbetet vid Georgia Tech University.
Grafen är ett höghållfast material med ett lager av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt mönster. En halvledare gjord med grafen kan potentiellt leda till snabbare och effektivare datorer.
Dessutom närmar sig kisel en gräns: det kommer snart att vara omöjligt att tillverka mindre transistorer med det materialet.
– Det finns en god chans att grafen kan ta över och utgöra ett paradigmskifte, säger Walter de Heer i en video publicerad av Atlanta University Georgia Tech i samband med att forskargruppen demonstrerar sina fynd i en artikel i tidskriften Nature.
För att fungera som en halvledare krävs ett lämpligt bandgap mellan valensbandet och ledningsbandet, inte för brett och inte för smalt. Då kan elektroner röra sig mellan banden.
Det är denna egenskap
– att antingen leda eller inte leda el –
som gör skillnaden mellan en etta och en nolla i ett digitalt system. Men avsaknaden av bandgap har varit en stor utmaning i arbetet med att få grafen att fungera för ändamålet.
Walter de Heer och hans forskargrupp har ägnat tio år åt att knäcka den nöten, bland annat genom att variera grafenmaterialets kemiska egenskaper. Nu har de lyckats.
De odlar grafen på ett kiselkarbidsubstrat och har hittat vad de kallar den ”perfekta strukturen”. Med sin grafenhalvledare har forskarna demonstrerat en fungerande transistor, och även visat att den är skalbar.
Detta kan innebära att redan befintlig teknik inom halvledarindustrin kan användas för att producera dem.
Lämna kommentar