Специалисты университета Пердью создали новый тип графенового инвертора, который может функционировать при комнатной температуре.

Ученые делают успехи в деле создания цифровых транзисторов, используя графен. В последние годы разработчикам мешала одна существенная проблема, связанная с графеном, и заключалась она в том, что у него отсутствует «ширина запрещенной зоны», а это свойство необходимо для включения и выключения и потому критически важно для транзисторов.

«Тот факт, что графен обладает нулевой шириной запрещенной зоны по своей природе, поднял много вопросов относительно его использования в цифровых устройствах», сообщил докторант Хон-Ян Чен из университета Пердью.

Электроны в кремниевых полупроводниках существуют на двух энергетических уровнях, известных как валентность и зона проводимости. Энергетический промежуток между ними называется шириной запрещенной зоны. Наличие ширины запрещенной зоны надлежащей величины позволяет транзисторам включаться и выключаться, а цифровым схемам — хранить информацию в двоичном коде, состоящем из единиц и нулей.

Чен возглавил группу ученых в создании нового типа графенового инвертора — критически важного стандартного компонента цифровых транзисторов. Другие ученые уже создавали графеновые инверторы, однако ими можно было управлять лишь при температуре 77 градусов по Кельвину (196 градусов по Цельсию ниже нуля).

Рис. 1. Принципиальная схема нового графенового инвертора.

«Возможность использовать графен в цифровых устройствах очень важна», отметил Чен, работавший совместно с профессором Джоэргом Аппензеллером.

Итак, ученые из Пердью оказались первыми, кому удалось создать графеновые инверторы, работающие при комнатной температуре и имеющие ширину запрещенной зоны более единицы, что позволяет осуществлять переключения от 0 до 1.

Результаты исследования опубликованы в статье «Complementary-Type Graphene Inverters Operating at Room-Temperature», представленной в ходе июньской конференции по исследованию устройств в Санта-Барбаре, штат Калифорния, США.

Для внедрения опытного образца графенового инвертора в схему цифрового устройства понадобится провести дополнительные работы, добавил в заключение Чен.