sexta-feira, junho 10, 2011
Cientistas da IBM apresentaram o primeiro circuito integrado feito com componentes de grafeno.
Embora muito simples, a demonstração é um passo importante na transição do grafeno da categoria de material promissor para material útil.
O circuito integrado é formado por um único transístor de grafeno e um par de bobinas (L1 e L2), construídos sobre uma pastilha de carbeto de silício.[Imagem: Adaptado de Lin et al./Science]
Chip de grafeno
Em 2009, um grupo do MIT havia construído um chip de grafeno, bastante rudimentar, mas mostrando que seria possível utilizar as folhas de carbono com apenas um átomo de espessura em conjunto com componentes da eletrônica tradicional.
Em 2010, um outro grupo da própria IBM construiu um transístor de grafeno que bateu o recorde mundial de velocidade, operando a 300 GHz.
Agora, Phaedon Avouris e seus colegas construíram um circuito integrado de verdade, usando equipamentos industriais e componentes de grafeno.
O circuito consiste de um único transístor de grafeno com um par de indutores integrados em uma pastilha de carbeto de silício (SiC).
Pensando diferente
O maior avanço desse pequeno circuito está no desenvolvimento de uma técnica para fixar o grafeno no silício, já que vinha sendo difícil convencê-lo a aderir nos metais ou nos óxidos usados pela indústria eletrônica.
Avouris e seus colegas tiveram uma ideia genial: em vez de fabricar o grafeno e depois fixá-lo sobre o silício, eles pegaram o carbeto de silício, que é formado de silício e carbono, e retiraram o silício da camada superficial, deixando apenas os átomos de carbono, que formaram o grafeno.
A litografia fez o resto, desenhando o transístor no grafeno que já nasceu fixado no silício.
Os indutores - ou bobinas - foram construídos de alumínio diretamente sobre a pastilha. Uma camada de 120 nanômetros de dióxido de silício, depositado por evaporação, isola as voltas das bobinas do restante do circuito.
O circuito funciona como um misturador de frequências, operando a 10 GHz. [Imagem: Lin et al./Science]
Misturador de frequências
O circuito funciona como um misturador de frequências, operando a 10 GHz. Misturadores de frequência são utilizados em sistema de comunicação por rádio como, por exemplo, nas redes de comunicações sem fios.
O próximo passo da pesquisa será otimizar o transístor, para que ele opere em velocidades mais altas, e projetar circuitos mais complexos.
É grande a expectativa na indústria para a construção de circuitos híbridos, incluindo componentes feitos com os semicondutores tradicionais e componentes feitos com grafeno.
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