بهبود عملكرد ترانزیستورها با استفاده از هیدروژن
پژوهشگران آمریكایی موفق شدند با استفاده از هیدروژن در فرآیند تولید گرافن، عملكرد ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن را بهبود دهند. در این روش هیدروژن موجب شناور شدن لایه گرافن روی زیر لایه خود شده كه این كار منجر به افزایش حركت الكترون‌ها خواهد شد.

پژوهشگران آمریكایی موفق شدند با استفاده از هیدروژن در فرآیند تولید گرافن، عملكرد ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن را بهبود دهند. در این روش هیدروژن موجب شناور شدن لایه گرافن روی زیر لایه خود شده كه این كار منجر به افزایش حركت الكترون‌ها خواهد شد.

پژوهشگران مركز الكترواپتیك دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا موفق به ارائه روشی شدند كه با استفاده از هیدروژن می‌توان عملكرد ترانزیستورها را در ادوات گرافنی بهبود داد. در مقاله‌ای كه این گروه تحقیقاتی در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند، نشان دادند كه می‌توان حركت الكترون را در گرافن اپیتاكسیال رشد یافته روی سیلیكون حاوی ویفر كاربید سیلیكون به ابعاد 100 میلی‌متر، به اندازه 3 برابر افزایش داد. همچنین عملكرد ترانزیستور رادیو فركانس نیز بهبود می‌یابد.

جوشا رابینسون، از محققان این پروژه می‌گوید ویفر كاربید سیلیكون دو وجه دارد. اگر گرافن روی وجه دارای كربن رشد كند معمولا ار حركت بالای الكترونی برخوردار است دلیل این امر وجود یك لایه غنی از كربن در زیر لایه گرافن رشد یافته روی سیلیكون است كه به كاربید سیلیكون متصل بوده و موجب پراكند شدن الكترون می‌شود. اگر از دست این لایه بافری خلاص شویم، الكترون‌ها سریع‌تر حركت خواهند كرد كه بدین معناست كه دستگاه شما سریع‌تر كار خواهد كرد. كنترل ضخامت گرافن روی وجه سیلیكونی بسیار ساده است.


 

در مقاله‌ای تحت عنوان Epitaxial Graphene Transistors: Enhancing Performance Via Hydrogen Intercalation ، نویسندگان آن مدعی شده‌اند كه " فركانس قطع خارجی" را در ترانزیستور گرافنی اپیتاكسیال به 24 گیگاهرتز رسانده‌اند كه بالاترین رقم گزارش شده در جهان محسوب می‌شود. ( فركانس قطع خارجی، سرعت عملكرد دستگاه در یك شرایط خاص است). این روش هیدروژناسیون، كه اولین بار توسط یك گروه آلمانی ارائه شده، به این شكل است كه لایه بافر را با یك لایه دیگر جایگزین می‌كنند به‌طوری كه لایه جدید از جنس گرافن با ضخامت یك اتم بوده و با استفاده از هیدروژن این لایه به‌صورت آویزان و معلق روی لایه زیرین خود قرار می‌گیرد. نتیجه این كار آن است كه دو لایه گرافن می‌توانند به‌راحتی روی هم شناور باشند. در پروژه‌ای كه تیم تحقیقاتی دانشگاه پنسیلوانیا انجام دادند یك مرحله به فرآیند سنتز گرافن افزودند كه با این كار لایه بافری به گرافن تبدیل شد. نتایج كار نشان داد كه مقدار حركت الكترون 200 تا 300 درصد رشد داشته است به‌طوری كه از 700-900 Cm2/Vs به 2050 در هوا و 2375 Cm2/Vs در خلاء رسید.

در مقاله دیگری كه این تیم تحقیقاتی با عنوان Enhanced Transport and Transistor Performance with Oxide Seeded High-k Gate Dielectrics on Wafer-Scale Epitaxial Graphene در همین نشریه به چاپ رساندند، روش جدید برای نشست مواد دی الكتریكی روی گرافن اپیتاكسیال ارائه كردند. با این روش عملكرد محصول 2 تا 3 برابر افزایش می‌یابد. این روش مبتنی بر رسوب لایه اتمی است.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو

نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 20 مهر 1390    | توسط: سیدمحمدامین شاهمرادی    |    | نظرات()