UCLA chimistes, ingénieurs atteindre le record du monde avec les transistors à grande vitesse graphene

Graphène, un calque d'un atome-une épaisseur de carbone fait, a un potentiel considérable pour faire des appareils électroniques tels que les radios, les ordinateurs et les téléphones plus petits et plus rapides. Mais ses propriétés uniques ont également conduit à des difficultés en intégrant le matériel de ces dispositifs.

Dans un livre publié le 1 septembre dans la feuille de nature, un groupe de chercheurs de l'UCLA démontrer comment ils ont surmonté certaines de ces difficultés pour fabriquer le transistor graphene plus rapide à ce jour.

Avec la mobilité plus élevée de transporteur connus — la vitesse à laquelle les informations électroniques sont transmises par un matériau — graphene est un bon candidat pour radio-fréquence à grande vitesse électronique. Mais les techniques traditionnelles pour la fabrication de matériel souvent entraînent des altérations dans la qualité de l'équipement.

Illustration de la transistor à grande vitesse graphene conçu par les chercheurs de l'UCLA dirigés par Xiangfeng Duan. Le cylindre dans le milieu du transistor est la porte nanowire rotule.

L'équipe de l'UCLA, dirigée par le professeur de chimie et de la biochimie Xiangfeng Duan, a développé un nouveau processus de fabrication pour transistors graphene à l'aide d'un nanowire comme la porte self-aligned. Portes Self-Aligned sont un élément clé de transistors modernes, qui sont des dispositifs semi-conducteurs utilisées pour amplifier et de commuter les signaux électroniques.Portes sont utilisés pour passer le transistor entre les différents États et portes self-aligned ont été développés pour faire face aux problèmes d'alignement rencontrées en raison de l'ampleur de rétrécissement de l'électronique.

Pour développer la nouvelle technique de fabrication, Duan associées à deux autres chercheurs de l'Institut de NanoSystems de Californie à UCLA, Yu Huang, professeure adjointe de la science des matériaux et de l'ingénierie au Henry Samueli School of Engineering et spécialisées et Kang Wang, professeur de génie électrique à l'école Samueli.

«Cette nouvelle stratégie surmonte deux limites précédemment rencontrés dans les transistors graphene,» a déclaré Duan."Tout d'abord, il ne produire les défauts éventuels appréciables dans la graphene au cours de la fabrication, donc la mobilité haute transporteur est conservée. Deuxièmement, en utilisant une approche self-aligned avec un nanowire comme la porte d'embarquement, le groupe a pu surmonter alignement précédemment, difficultés rencontrées et fabriquent des périphériques très court-canal avec des performances sans précédent.»

Ces avances permis à l'équipe de démontrer les transistors de graphene de vitesse plus élevés à ce jour, avec une fréquence de coupure jusqu'à 300 GHz — comparables pour les meilleurs transistors de matériaux d'électrons haute mobilité ces arséniure de gallium ou le phosphure d'indium.

«Nous sommes très enthousiastes à propos de notre approche et les résultats, et nous prenons actuellement des efforts supplémentaires à l'échelle de l'approche et de stimuler davantage la vitesse.» a déclaré Lei Liao, fellow postdoctoraux à UCLA.

Radio-fréquence à grande vitesse électronique peut-être également trouver larges applications micro-ondes technologies de communication, d'imagerie et de radar.###

Le financement de cette recherche provenait de la National Science Foundation et le National Institutes of Health.

L'Institut de NanoSystems de Californie à UCLA est un centre de recherche intégrée d'exploitation conjointement à UCLA et UC Santa Barbara, dont la mission est de favoriser les collaborations interdisciplinaires de découvertes nanosystems et nanotechnologies ; former la prochaine génération de scientifiques, des éducateurs et des leaders technologiques ; et faciliter les partenariats avec l'industrie, fueling de développement économique et le bien-être social de Californie, aux États-Unis et du monde.Le CNSI a été créé en 2000 avec 100 millions de dollars à l'état de Californie et un montant supplémentaire de 250 millions de dollars de subventions de recherche fédéraux et le financement de l'industrie.

À l'Institut, les scientifiques dans les domaines de la biologie, chimie, biochimie, physique, mathématiques, computational science et génie sont de mesure, de modification et manipuler les blocs de construction de notre monde — atomes et des molécules.Ces scientifiques bénéficient une culture de laboratoire intégré leur permettant d'effectuer une recherche dynamique à l'échelle du nanomètre, conduisant à des percées importantes dans les domaines de la technologie de la santé, l'énergie, l'environnement et d'informations.

mrodewald@cnsi.UCLA.edu 310-267-5883 , Université de la Californie--Los Angeles