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  • Transistor de grafeno pode avançar nanodispositivos
    p Transistor de grafeno. Crédito da imagem:Universidade de Pequim

    p (PhysOrg.com) - Por anos, cientistas e pesquisadores têm investigado as propriedades dos nanotubos de carbono e do grafeno para uso em nanoeletrônica. "Não há uma aplicação em massa real de dispositivos baseados em grafeno e nanotubos de carbono, "Zhenxing Wang diz PhysOrg.com . "Esta é realmente uma oportunidade para eles mostrarem suas capacidades." p Wang faz parte de um grupo do Laboratório de Física e Química de Nanodispositivos da Universidade de Pequim, em Pequim. Junto com Zhiyong Zhang, Huilong Xu, Li Ding, Sheng Wang, e Lian-Mao Peng, Wang testou um duplicador de frequência baseado em transistor de efeito de campo de grafeno de porta superior para avaliar seu desempenho. Eles foram capazes de mostrar que um dobrador de frequência baseado em grafeno pode fornecer mais de 90% de eficiência de conversão, enquanto o valor correspondente não é maior do que 30% para o dobrador de frequência convencional. Seu trabalho é publicado em Cartas de Física Aplicada :“Um duplicador de frequência baseado em transistor de efeito de campo de grafeno de porta superior de alto desempenho.”

    p “Nosso trabalho se concentrou em aumentar o ganho e a resposta de frequência do dobrador de frequência, utilizando a geometria de porta superior no dispositivo, ”Wang explica. “Somente com um portão superior as pessoas podem fabricar dispositivos de alto desempenho e circuitos integrais. Este trabalho abre caminho para a aplicação em massa de transistores de grafeno em um futuro próximo. ”

    p O grafeno é desejável como material de transistor devido ao seu alto desempenho. Wang aponta que a IBM mostrou recentemente que o transistor de grafeno pode operar até 100 GHz, e o grupo da Universidade de Pequim acredita que o material ainda pode funcionar bem no regime THz. “Isso é muito emocionante, ”Wang diz, “Porque um dobrador de frequência com alta frequência e alta eficiência pode ser muito caro. Nosso dispositivo é mais barato - consistia apenas em um transistor - mas com eficiência muito maior. ”

    p Em Pequim, o grupo fabricou o dispositivo com litografia padrão, camadas de grafeno em uma pastilha de silício, menor que 1 mm x 1 mm. Para testar o desempenho, Wang e seus colegas usaram um osciloscópio digital. Eles também usaram um método de teste recente, desenvolvido na Universidade de Pequim, para medir o desempenho do dobrador de grafeno. “Desenvolvemos um novo método de teste com um analisador de espectro, que pode obter informações de frequência direta e detectar um sinal muito menor que não pode ser obtido pelo osciloscópio. ”

    p Seguindo em frente, este trabalho pode levar ao desenvolvimento de transistores de grafeno para nanoeletrônica. "Em princípio, este tipo de dispositivo pode ser realizado em uma escala de wafer, com base na tecnologia de litografia atual e crescimento de grafeno em escala de wafer. A produção em massa pode ser realizada quando a tecnologia de crescimento de grafeno amadurece, ”Wang explica. “Estamos ansiosos para a produção em massa de um dobrador de frequência à base de grafeno com resposta de frequência de até 100 GHz, ganho maior que 1/10, e com baixo custo e baixo consumo de energia. ”

    p Este futuro, no entanto, ainda pode estar de cinco a 10 anos de distância, e Wang não está muito preocupado com o fim da produção em massa dele ainda. “Agora estou me concentrando em melhorar o desempenho do dispositivo em demonstração para mostrar seu potencial. A otimização possível pode ser feita através de meios como a substituição do substrato por materiais isolantes para reduzir a capacitância parasita. ” Em algum ponto, no entanto, os transistores de grafeno podem ajudar no desenvolvimento da eletrônica em nanoescala, e o trabalho realizado pelos cientistas da Universidade de Pequim estão dando um passo nessa direção. p Copyright 2010 PhysOrg.com.
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