Исследователи из Лаборатории экспериментальной наноэлектроники и Центра высокочастотной электроники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали новый метод производства высокочастотных графеновых транзисторов, который без особых трудностей может быть использован в электронной промышленности. Этот шаг является существенным прогрессом в создании графеновых радиочастотных электронных схем, которые, в свою очередь, могут использоваться в радиосвязи, технологиях отображения информации, компьютерах и мобильных телефонах.

Графен – это форма кристаллического углерода, толщиной в один атом. У этого материала есть ряд уникальных физических, химических и электрических свойств, которые могут использоваться для создания новых устройств потребительской электроники, существенно меньших размеров, чем нынешние устройства, создаваемые на основе кремния. Но именно набор необычных свойств графена и малые размеры, которыми оперирует полупроводниковое производство, делают трудным процесс производства графеновых устройств в промышленных масштабах.

Исследователи использовали технологию изготовления транзисторов, называемую диэлектрофорезом для того, что бы получить сетку нанопроводников, располагающихся на подложке большой площади. После этого, применив технологию высокотемпературного выпаривания, во время которой с помощью химических методов была смещена точка парообразования, на поверхности между нанопроводниками была выращена графеновая пленка. Далее, проведя некоторые заключительные операции, был получен массив работоспособных высокочастотных графеновых транзисторов.

Для уменьшения паразитной емкости и связанной с этим задержки срабатывания транзистора, ученые использовали стеклянную подложку, это позволило получить фронт срабатывания транзистора на уровне 50 ГГц. Типичные графеновые транзисторы, изготавливаемые на кремниевой подложке или подложке из карбида кремния, имеют свойство самостоятельно «течь» под воздействием статического электрического заряда, что обуславливает частоту фронта срабатывания на уровне 10 ГГц и ниже.

Исследователи использовали графеновые транзисторы для создания тестовых радиочастотных схем, которые продемонстрировали устойчивую работу на тактовых частотах около 10 ГГц, что существенно превышает показатели схем, созданных ранее другими группами ученых.