Balázs Richárd
Ígéretes grafén-áramkört mutatott be az IBM
Az IBM kutatói bemutatták a legfejlettebb integrált áramkört, amit az elektronika forradalmasítására szánt, csodaanyagként is emlegetett grafénből állítottak elő.
A grafén jóval nagyobb adatsebességet tesz lehetővé a mobileszközök számára, először Andre Geim és Konstantin Novoselov hozta létre 2004-ben a Manchesteri Egyetemen, akiket Nobel-díjjal jutalmaztak a felfedezésért.
A grafén egyetlen szénatom-rétegből áll, ami méhsejt szerkezetben helyezkedik el. Ma már globálisan kutatják, hogy kiaknázzák kivételes elektronikai, optikai, mechanikai és hő tulajdonságait, ami elvileg sokkal hatékonyabb, ugyanakkor olcsóbb megoldássá teheti a szilíciummal szemben. "Ez az első alkalom, hogy valaki bemutat egy grafén eszközt és áramkört, ami képes versenyre kelni a szilícium technológiával a modern vezetéknélküli kommunikáció területén" - nyilatkozott Supratik Guha, az IBM Research fizikai tudományok részlegének igazgatója.
A nagy adatforgalmat bonyolító alkalmazások előretörése miatt különösen fontos az egyre nagyobb információ mennyiség egyre hatékonyabb átadására és fogadására képes mobileszközök fejlődése. Az IBM szerint a grafén különösen alkalmas a vezetéknélküli kommunikációra.
Az igazi, például a Bluetooth vagy a WiFi chipekben is alkalmazott integrált áramkörök megépítése koránt sem bizonyult egyszerű feladatnak, ha a kutatóknak a grafént kellett alapanyagként felhasználniuk, az anyag nanoméretű dimenziói miatt ugyanis nagyon könnyen sérült a gyártás során. 2011-ben az IBM elkészített egy koncepciót igazoló analóg grafén áramkört egy szélessávú frekvencia keverővel. A grafén tranzisztor teljesítménye azonban viszonylag gyenge volt a gyártási folyamat finomításának hiánya miatt. Azóta a kutatók a prototípusok tökéletesítésén dolgoznak.
Ennek eredményeként sikerült kifejleszteniük egy új gyártási módszert, ami teljes egészében megóvja a tranzisztor minőségét. A titok nyitja gyakorlatilag a korábbi eljárás megfordításában rejlett, így először helyezték el a fém komponenseket a chipen, majd ezt követően adták hozzá a grafén tranzisztorokat, ennek köszönhetően az eszközök nem szenvedték el azt a szerkezeti stresszt, amit a 2011-es chip.
A megoldás alkalmazásával sikerült demonstrálni a jelenlegi legkifinomultabb grafénalapú integrált áramkört, amit a kutatók az IBM betűit tartalmazó szöveges üzenet átvitelével demonstráltak. Az áramkör teljesítménye tízezerszer jobb, mint a korábbi grafén áramkörökkel elért, ezért jelentős előrelépésként tekintenek rá.
A grafén egyetlen szénatom-rétegből áll, ami méhsejt szerkezetben helyezkedik el. Ma már globálisan kutatják, hogy kiaknázzák kivételes elektronikai, optikai, mechanikai és hő tulajdonságait, ami elvileg sokkal hatékonyabb, ugyanakkor olcsóbb megoldássá teheti a szilíciummal szemben. "Ez az első alkalom, hogy valaki bemutat egy grafén eszközt és áramkört, ami képes versenyre kelni a szilícium technológiával a modern vezetéknélküli kommunikáció területén" - nyilatkozott Supratik Guha, az IBM Research fizikai tudományok részlegének igazgatója.
A nagy adatforgalmat bonyolító alkalmazások előretörése miatt különösen fontos az egyre nagyobb információ mennyiség egyre hatékonyabb átadására és fogadására képes mobileszközök fejlődése. Az IBM szerint a grafén különösen alkalmas a vezetéknélküli kommunikációra.
Az igazi, például a Bluetooth vagy a WiFi chipekben is alkalmazott integrált áramkörök megépítése koránt sem bizonyult egyszerű feladatnak, ha a kutatóknak a grafént kellett alapanyagként felhasználniuk, az anyag nanoméretű dimenziói miatt ugyanis nagyon könnyen sérült a gyártás során. 2011-ben az IBM elkészített egy koncepciót igazoló analóg grafén áramkört egy szélessávú frekvencia keverővel. A grafén tranzisztor teljesítménye azonban viszonylag gyenge volt a gyártási folyamat finomításának hiánya miatt. Azóta a kutatók a prototípusok tökéletesítésén dolgoznak.
Ennek eredményeként sikerült kifejleszteniük egy új gyártási módszert, ami teljes egészében megóvja a tranzisztor minőségét. A titok nyitja gyakorlatilag a korábbi eljárás megfordításában rejlett, így először helyezték el a fém komponenseket a chipen, majd ezt követően adták hozzá a grafén tranzisztorokat, ennek köszönhetően az eszközök nem szenvedték el azt a szerkezeti stresszt, amit a 2011-es chip.
A megoldás alkalmazásával sikerült demonstrálni a jelenlegi legkifinomultabb grafénalapú integrált áramkört, amit a kutatók az IBM betűit tartalmazó szöveges üzenet átvitelével demonstráltak. Az áramkör teljesítménye tízezerszer jobb, mint a korábbi grafén áramkörökkel elért, ezért jelentős előrelépésként tekintenek rá.