Инженеры из Исследовательского центра им. Томаса Уотсона компании IBM сконструировали быстрый графеновый транзистор на подложке из алмазоподобного углерода.

Листы графена американцы вырастили на медной фольге по экономичной и хорошо отработанной методике химического осаждения из паровой фазы (CVD). При изготовлении транзисторов эти листы переносят на изолирующую подложку, которая обычно выполняется из диоксида кремния. К сожалению, взаимодействие диэлектрика с графеном отрицательно сказывается на электронных свойствах последнего.

Алмазоподобный углерод, неполярный диэлектрик, в новых опытах занявший место двуокиси кремния, тоже довольно часто используется в полупроводниковой промышленности. Слой такого углерода, недорогого и имеющего отличную теплопроводность, был размещён на подложке из обычного кремния; переместив туда же графен и сформировав остальные элементы транзисторов, учёные приступили к тестированию.






Замена оказалась продуктивной: граничная частота, на которой коэффициент усиления по току уменьшается до единицы, у полученных полевых транзисторов с малой длиной затвора (40 нм) приближалась к 155 ГГц. «Это рекорд для устройств, изготовленных с применением CVD-графена, — утверждает руководитель исследования Федон Авурис (Phaedon Avouris). — Более того, наша технология имеет хорошие перспективы развития. Мы использовали CVD-графен не слишком высокого качества с подвижностью носителей заряда, опускающейся ниже 1 000 см²/(В•с)».

Интересно, что графеновые транзисторы на алмазоподобном углероде прекрасно работали даже при сверхнизкой температуре в 4,3 К. У обычных полупроводниковых устройств при падении температуры проявляется эффект вымораживания носителей заряда, сильно ухудшающий характеристики.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.