Дослідники компанії IBM виготовили першу інтегральну схему, засновану на графені

Це досягнення, кажуть представники компанії IBM в прес-релізі, стає першим кроком до майбутнього покоління мікропроцесорів, підкладки яких замість кремнію будуть створені з графена. Графенові технології дозволяють електронним пристроям працювати на високих частотах, а перше графеновое пристрій – змішувач частоти на 10 ГГц, дозволить медперсоналу «зазирнути» всередину людського організму, не піддаючи його шкідливого впливу рентгенівського випромінювання.

Схема змішувача частоти зібрана на підкладці з карбіду кремнію і складена з графенових польових транзисторів. Торік ця ж команда дослідників компанії IBM продемонструвала перші графенові транзистори, здатні працювати на тактовій частоті 100 ГГц, але в цей раз вони об’єднали такі транзистори в повністю функціонуючу схему.

Виготовлена схема являє собою широкосмуговий змішувач частоти, який є одним з ключових компонентів високочастотних радіо-пристроїв. З його допомогою створюються радіосигнали, що є сумою або різницею двох незалежних вхідних сигналів. Змішувач IBM виконував операції на тактовій частоті 10 ГГц і стійко працював при температурі 125 градусів Цельсія. Дослідники стверджують, що подібна схема може функціонувати ще швидше, що дозволить реалізувати поліпшені чіпи приймачів мобільних телефонів, за допомогою яких телефони будуть у змозі працювати в зонах, недоступних для роботи звичайних мобільних телефонів.

Кілька команд вчених та інженерів працювали паралельно над графеновыми транзисторами і пристроях на їх основі. Виявилося, що інтеграція вуглецевого листа, товщиною всього в один атом, з металами та сплавами, що використовуються в електронній промисловості, є досить непростим завданням. Тому в новій схемі були використані нетрадиційні для електроніки матеріали, такі як алюміній, золото, паладій, з допомогою яких забезпечувався хороший електричний контакт схеми з графеновыми листами. Додатковою складністю було те, що листи графена легко можна було пошкодити під час травлення елементів схеми, згідно інформації, отриманої від розробників схеми.

Для подолання вищезазначених перешкод, вчені з дослідницького центру IBM імені Томаса Дж. Уотсона розробили абсолютно новий технологічний процес. Графенові листи були вирощені прямо на підкладці з карбіду кремнію. Після цього графен був покритий захисним полімерним покриттям, на якому була зроблена гравірування необхідної топології. Після травлення полімерне покриття було видалено за допомогою спеціального розчинника. Отримані таким чином транзистори мали розмір 550 нанометрів, а весь кристал чіпа має розмір маленького кристала солі.

Звичайно, до появи комп’ютерних чіпів на основі графену пройде чимало часу, за який ученим належить знайти рішення деяких фундаментальних проблем. Але у вчених IBM вже є кілька ідей в рукаві», з допомогою яких вони збираються реалізувати майбутні проекти. Одним з таких козирів є нові матеріали, застосування яких дозволить максимально ефективно використовувати чудову питому електричну провідність графена.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *