Ожидается, что ограничение минимальных геометрических размеров электронных схем на основе кремния в 10 нм в перспективе должна преодолеть графеновая электроника. Графен — идеальный кандидат для замены кремния: электроны в нем ведут себя как безмассовые частицы и имеют более высокую подвижность, чем во всех других известных материалах.
Графеновый генератор: Впервые изготовлена интегральная схема на основе графена, работающая на гигагерцовых частотах

К сожалению, графен не полупроводник, поэтому в электронике на его основе должны применяться и другие материалы. Попытки создания такой электроники до последнего времени не приносили ощутимого успеха — утечки тока в местах контакта графена с другими материалами не позволяют получить приемлемые характеристики.

Для своих экспериментов группа исследователей из США и Италии изготовила на основе графена кольцевой генератор — типовую схему, позволяющую оценить эксплуатационные характеристики цифровых электронных приборов, обусловленные технологией их изготовления. Чтобы улучшить контакты графена с другими компонентами схемы, исследователи использовали новый технологический прием — выращивали графен непосредственно на этих компонентах.

Готовое изделие испытывали, подключив его к источнику питания, напряжение которого медленно понижалось. При этом частота колебаний генератора возрастала от 350 МГц до 1,2 ГГц. Достигнутая частота обычна для кремниевой электроники, но для приборов на основе графена является пока рекордно высокой.

Исследователи отметили, что их графеновый генератор менее чувствителен к скачкам напряжения питания, чем аналогичные кремниевые приборы. Но им пришлось признать, что в нем имеются недопустимо высокие утечки тока, а его быстродействие ограничено высоким сопротивлением графена и его границы с подложкой. Это означает, что такой прибор пока непригоден для практической эксплуатации. Тем не менее удалось продемонстрировать принципиальную возможность изготовления графеновых интегральных схем, а дальнейшие исследования, возможно, позволят уменьшить это сопротивление и повысить рабочие частоты интегральных схем на основе графена.

По сообщению PhysOrg