De ontbrekende schakel bij het vervaardigen van grafeen transistoren | Grafeen (graphene)
De ontbrekende schakel bij het vervaardigen van grafeen transistoren

Wetenschappers in Duitsland en Zweden hebben grafeen volgens een nieuw recept gebakken. Deze methode zou de ontbrekende schakel zijn waarna het mogelijk wordt om grafeen in te zetten in de wereld van digitale toestellen.

Grafeen, een koolstoflaag van één atoom, kan elektrische ladingen veel sneller vervoeren dan andere gekende en gebruikte materialen. Elektronen stromen vrij door het materiaal, alsof ze geen massa ervaren. Onderzoekers willen deze eigenschappen van het materiaal benutten om zo snellere en minder energieverslindende toestellen of applicaties te vervaardigen.

In het verleden werd echter duidelijk dat grafeen zich niet zomaar tot halfgeleider laat ombouwen zonder alle eigenschappen te verliezen. Het materiaal beschikt niet over een natuurlijke bandgap, of de mogelijkheid om de stroom een halt toe te roepen. Een ‘aan’-‘uit’-knop zeg maar.

Een Duits en Zweeds team denkt dat het de remedie gevonden heeft volgens de BBC, namelijk grafeen te produceren door het bakken vanuit een andere stof, siliciumcarbide.

In samenwerking met het Zweedse onderzoeksinstituut Acreo AB etsen de wetenschappers nu eerst kanalen in het silicium carbide met behulp van een combinatie van “een hoge energie-bundel van geladen atomen” en waterstofgas.

Het waterstof vormt de verbinding tussen het grafeen en het siliciumcarbide en definieert een geleidend of halfgeleidend gebied.

Quentin Ramasse, een onderzoeker aan het SuperStem Laboratorium in Daresbury (VK) noemde het werk “echt indrukwekkend”.
Diezelfde onderzoeker haalde vorige week zelf nog het nieuws op BBC toen bleek dat grafeen zichzelf kan herstellen.

Het controleren van dat laatste stukje binding met een ander contact is waar het echt om ging, viel te verstaan uit het artikel van BBC met Ramasse.

De onderzoekers voldeden hun werk echter op zeer grote schaal want elke transistor is ongeveer 100 micrometer doorsnede, of 100.000 nm, op die schaal is het namelijk iets makkelijker werken. Een nauwkeurige maatstaf om te meten hoe snel deze grafeen-transistor wel is, is momenteel niet voor handen.

Het belangrijkste is dat de Universiteit van Erlangen-Nürnberg nu “de ontbrekende schakel” dat grafeen transistors zo hard nodig had uiteindelijk heeft verstrekt. De hold-up van het hele grafeen-gebeuren in digitale toestellen lag grotendeels aan dit probleem. Het is nu tot de werkelijke fabrikanten van halfgeleiders, zoals IBM of Intel, om het proces te krimpen tot een formaat dat kan concurreren of conventionele silicium elektronica verslaan.

Bron: BBC


3D print schaalmodel structuur grafeen