Nanotransistores ultrarrápidos basados en grafeno

El grafeno es una lámina plana de átomos de carbono de solo un átomo de grosor. El grafeno tiene gran potencial como nuevo material (nano)electrónico gracias a la alta movibilidad de sus electrones. Su gran problema en las aplicaciones electrónicas de alta velocidad es lo fácil que se degrada, lo que penaliza el rendimiento de los dispositivos que lo utilizan. Se publica en Nature un nuevo método de fabricación que evita la degradación: consiste en colocar encima del grafeno nanohilos con un núcleo metálico (Co2Si) y un envoltorio aislante (Al2O3). Estos nanohilos pueden actuar como terminal de puerta (G) en un transistor basado en grafeno en cuyos extremos se encuentra la fuente (S) y el drenador (D). La figura ilustra el dispositivo. Los nuevos transistores de grafeno tienen una longitud de canal de solo 140 nm (nanómetros) o 0’14 μm, capaces de funcionar a una frecuencia de corte entre 100–300 GHz, solo limitada por la capacitancia parásita del substrato. Esta frecuencia es comparable a la de los mejores transistores de alta movilidad electrónica del mercado que tienen longitudes de canal similares. El resultado es un transistor ultrarrápido cuya velocidad es similar a la de los mejores dispositivos existentes de tamaño similar. El artículo técnico con los detalles es Lei Liao et al., “High-speed graphene transistors with a self-aligned nanowire gate,” Nature 467: 305–308, 16 September 2010. La información suplementaria incluye el modelo equivalente del nuevo dispositivo, que permite su inclusión en simuladores de circuitos (como SPICE), lo que será de interés para alumnos de ingeniería eléctrica con ganas de realizar un proyecto fin de carrera en lo último de lo último.


4 Comentarios

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VicenteVicente

Disculpe mi ignorancia, pero no veo el avance. ¿No están fabricando procesadores de 32 nm ahora mismo?

emulenewsemulenews

Vicente, una pregunta, ¿a cuántos GHz funciona la tecnología CMOS de 32 nm? Bueno, no te dejo con la duda, el límite teórico ronda los 30 GHz (en las CPU de los ordenadores PC es difícil superar los 3 GHz). Con silicio es casi imposible alcanzar 100 GHz. Los nuevos transistores de grafeno son mucho más grandes (solo 5 veces más grandes) pero funcionan bien entre 100 y 300 GHz.

La noticia es la publicación en Nature. Claro. Pero además, en febrero de 2010 fue noticia la fabricación de transistores de grafeno, por otra tecnología con una tamaño de 240 nm. y que se degradaban fácilmente en aplicaciones a alta frecuencia (por encima de 100 GHz). Ahora se podrán fabricar a 140 nm. y con muy poca degradación.

LuisLuis

Buenas Francis,

Aunque la noticia es bastante antigua, contesto aquí para sugerirte(en la medida de lo posible) que aparte de post sobre física teórica, subas más a menudo post de este tipo, hablándonos sobre la vanguardia de la electrónica en procesos de litografía, FinFets y demás. Los que somos ingenieros en telecomunicaciones , electrónica y demás lo agredeceremos efusivamente. Por cierto, bastante curioso el modelo en pequeña señal del transistor, aunque con ese ancho de canal no puede competir ni de lejos, con lo actual de la industria; otro concepto interesante a ver, sería que tal se comporta con fenómenos como la electromigración si consiguiese reducirse su tamaño x10. Y que tal es la disipación térmica mejorada por el uso del grafeno, en caso de su uso en un integrado Tj. Esperemos que la universidad y la industría nos deparen agradables sorpresas en los próximos años.

Un saludo :)!

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