Безусловным фаворитом среди материалов для полупроводниковых приборов был и является кремний. Однако его возможности уже практически исчерпаны, в силу определенных физических свойств кремния, таких как стабильность или температурная характеристика. Ученый мир разделился на два лагеря – одни ищут способы обойти эти ограничения, другие пытаются подобрать альтернативный материал.

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, образующих шестигранную решетку

 Одним из претендентов на право быть основой электроники следующего поколения является графен. Этот материал представляет собой одиночный слой атомов углерода, образующих шестигранную решетку. Примечательно, что химические связи между атомами при нагреве разрушаются не сразу, что придает материалу высокую прочность. Графен прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины. Кроме того, графен является прекрасным проводником, что делает его очень привлекательными для использования в качестве прозрачных электродов в солнечных батареях или сенсорных дисплеях.

Будучи открытым всего несколько лет назад (в 2004 г.) учеными Константином Новоселовым и Андреем Геймом графен быстро завоевал право называться преемником кремния, так как вскоре после начала его интенсивного изучения стало понятно, что по многим параметрам он превосходит данный полупроводник.

Подвижность электронов в графене выше, чем в кремнии. Соответственно, быстродействие графеновых устройств выше, чем кремниевых. Кроме того, они меньше потребляют и меньше рассеивают тепла, что позволяет делать их более миниатюрными.

В сентябре ученым Калифорнийского университета удалось создать графеновый транзистор с рабочей частотой 300 ГГц, что в два раза выше по сравнению с транзисторами на основе кремния. Еще одним достоинством нового материала является невысокая стоимость и возможность использования (после некоторой модификации) существующих технологий производства полупроводниковых приборов.

К графену проявляют интерес крупные компании. Так, IBM Research объявила о создании полевого транзистора на основе графена. Прибор работает с частотой 26 ГГц, длина затвора равна 150 нм. На данный момент это лучшие характеристики среди полевых транзисторов.

В свою очередь другие гиганты, такие как Intel, не спешат изучать новый материал. В начале ноября корпорация подтвердила информацию о том, что в качестве основы для устройств с технологическими нормами 22 нм будет использована технология кремний на изоляторе (SOI). Кроме того, Intel рассматривает возможность применения германиевых материалов в качестве альтернативы кремнию.

Екатерина Самкова