Multi-Transistor aus Graphen
US-Ingenieure haben mit dem Nanomaterial ein Bauteil entwickelt, das die Funktionen von drei herkömmlichen Silizium-Komponenten vereint.
Als das Nobelpreiskomitee im Oktober Forschungsarbeiten an dem Nanomaterial Graphen auszeichnete, waren das im Wesentlichen Vorschusslorbeeren. Die elektronischen Anwendungen der einlagigen Kohlenstoffschichten sind bislang Labor-Demos. Doch ständig kommen neue hinzu, und die haben es in sich, wie nun eine Arbeit von zwei US-Ingenieuren zeigt.
Kartik Mohanram von der Rice University und Alexander Balandin von der University of California in Riverside haben einen Graphen-Transistor gebaut, der zwischen drei verschiedenen Betriebsarten hin und her geschaltet werden kann, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. Der konfigurierbare Transistor ist ein analoges Bauteil, wie es auch in Bluetooth-Headsets oder RFID-Schaltkreisen verwendet wird. Er eignet sich für äußerst kompakte Chips, die Signale für die drahtlose Datenübertragung erzeugen.
Seine überragenden physikalischen Eigenschaften verdankt Graphen der Wabenstruktur, in der die Kohlenstoffatome angeordnet sind. Elektronen fließen durch die zweidimensionale Struktur bei Zimmertemperatur schneller hindurch als durch jedes andere Material. Prototypen von Graphen-Transistoren haben deshalb Schaltraten von bis zu 100 Gigahertz erreicht – zehnmal mehr als die besten Siliziumtransistoren. Theoretische Berechnungen zeigen, dass sogar das Tausendfache, also 10 Terahertz, möglich ist. Graphen sollten sich zudem leicht in heutige Halbleiter-Fertigungstechniken integrieren lassen.
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(bsc)
