Samsung Advanced Institute of Technology, a incubadora central de P&D da Samsung Electronics, desenvolveu uma nova estrutura de transistor utilizando grafeno.

Conforme publicado online no jornal Ciência na quinta feira, 17 de maio, considera-se que esta pesquisa nos aproximou mais do desenvolvimento de transistores que podem superar os limites do silício convencional.

Atualmente, dispositivos semicondutores consistem em bilhões de transistores de silício. Para aumentar o desempenho dos semicondutores (a velocidade dos dispositivos), as opções devem ser reduzir o tamanho dos transistores individuais para encurtar a distância de viagem dos elétrons, ou usar um material com maior mobilidade de elétrons que permite uma velocidade de elétrons mais rápida. Nos últimos 40 anos, a indústria tem aumentado o desempenho reduzindo o tamanho. Contudo, especialistas acreditam que agora estamos nos aproximando dos limites potenciais de redução.

Uma vez que o grafeno possui mobilidade de elétrons cerca de 200 vezes maior do que o silício, foi considerado um substituto potencial. Embora um problema com o grafeno seja que, ao contrário de materiais semicondutores convencionais, a corrente não pode ser desligada porque é semimetálica. Esta se tornou a questão chave na realização de transistores de grafeno. O fluxo de corrente ligado e desligado é necessário em um transistor para representar “1” e “0” dos sinais digitais. Soluções e pesquisas anteriores tentaram converter o grafeno em um semicondutor. Contudo, isso diminuiu radicalmente a mobilidade do grafeno, levando ao ceticismo sobre a viabilidade dos transistores de grafeno.

Ao reengenharia dos princípios básicos de operação dos interruptores digitais, O Samsung Advanced Institute of Technology desenvolveu um dispositivo que pode desligar a corrente no grafeno sem degradar sua mobilidade. A barreira Schottky de grafeno-silício demonstrada pode ligar ou desligar a corrente controlando a altura da barreira. O novo dispositivo foi denominado Barristor, após seu recurso de barreira controlável.

Além disso, para expandir a pesquisa sobre a possibilidade de aplicações de dispositivos lógicos, a porta lógica (inversor) e os circuitos lógicos (meio-somador) mais básicos foram fabricados, e a operação básica (adição) foi demonstrada.

O Samsung Advanced Institute of Technology possui 9 patentes principais relacionadas à estrutura e ao método de operação do Graphene Barristor.