Logran un transistor de grafeno de 300 GHz

Un transistor de grafeno desarrollado por expertos norteamericanos ha obtenido un nuevo récord mundial en cuanto a la velocidad de este tipo de dispositivos, logrando llegar a una frecuencia de hasta 300 GHz. La innovación se ha concretado luego de hacer frente con éxito a los distintos problemas que supone el grafeno a la hora de integrarlo a dispositivos electrónicos, abriendo un nuevo campo de aplicaciones para este material en el desarrollo de artefactos más rápidos y más pequeños. El grafeno es una capa de un átomo de espesor de carbono grafito, y posee excelentes propiedades para la fabricación de dispositivos electrónicos de todo tipo, como por ejemplo ordenadores o equipos de radio, con la ventaja además de poder aplicarse en estructuras de menor tamaño y con máxima eficacia. Sin embargo, sus propiedades únicas también han dado lugar a dificultades en la integración de este material en los dispositivos mencionados y otros similares. A pesar de esto, ingenieros y químicos de la UCLA han anunciado recientemente los resultados de un trabajo que parece haber solucionado gran parte de estas limitaciones en el empleo del grafeno. El desarrollo de un transistor de grafeno que sería el más rápido existente hasta hoy mereció un artículo en la revista especializadaNature, como así también otra nota informativa en el portal Science Daily. Al mismo tiempo, la University of California, Los Ángeles (UCLA) también ha difundido el avance a través de una nota de prensa.

Inconvenientes superados

La velocidad a la que se transmite la información electrónica por un material como el grafeno lo transforma en una excelente alternativa para dispositivos de radiofrecuencia y otros artefactos electrónicos, pero las técnicas tradicionales para fabricar este material habitualmente conducen a un deterioro de la calidad del dispositivo. El equipo de UCLA, dirigido por el profesor Xiangfeng Duan, ha desarrollado un nuevo proceso de fabricación de los transistores de grafeno, utilizando un nanocable y otros elementos que permiten, por un lado, eliminar los inconvenientes indicados con anterioridad y, por otro, incrementar la velocidad de funcionamiento. Las innovaciones aplicadas en los transistores permiten optimizar sus funciones relacionadas con el cambio entre

varios estados, como así también superar los problemas de desalineación que se producen debido a la reducción de escalas en electrónica y nanoelectrónica. Estas ventajas aumentan la eficacia de estos transistores de grafeno de alta velocidad. Para desarrollar la nueva técnica de fabricación de los transistores se requirió un equipo interdisciplinario de UCLA conducido por Duan, con especialistas en las áreas de química, bioquímica, ciencia e ingeniería de materiales, ciencias aplicadas e ingeniería electrónica, entre otros campos.

Esquema del nuevo transistor.

Amplias ventajas

Los beneficios de esta nueva estrategia de fabricación de transistores de grafeno son múltiples. En primer lugar, no se producen defectos apreciables en el grafeno durante la fabricación, manteniendo inalterable las condiciones del mismo y permitiendo aprovecharlas al máximo en los dispositivos electrónicos. Por otro lado, al superar las dificultades de alineación encontradas con anterioridad en los procesos convencionales, se pueden fabricar dispositivos extremadamente pequeños con un rendimiento sin precedentes. Es así que se obtiene la mayor velocidad lograda hasta hoy en esta clase de transistores. Esto supone una frecuencia de corte de hasta 300 GHz, que puede compararse a la obtenida con transistores desarrollados a partir de materiales con una alta movilidad de electrones, como el arseniuro de galio o el fosfuro de indio. Sin embargo, el grafeno resulta altamente operativo y eficiente en dispositivos electrónicos. Según los propios ingenieros e investigadores, el equipo está sorprendido por los resultados obtenidos. Es así que ya se están tomando medidas adicionales para ampliar el enfoque y reforzar aún más la velocidad de los transistores de grafeno. El financiamiento para esta investigación provino de la National Science Foundation y de los National Institutes of Health.