В свежем исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Технологического института Джорджии в Атланте обсуждают новый материал, который может изменить современную электронику. Речь идет о полупроводящем эпитаксиальном графене, полученном из карбида кремния (SiC). Оказывается, этот эпиграфен имеет удивительные свойства и обладает гораздо большей подвижностью электронов, чем кремний.
Ученые говорят о том, что электроны в эпиграфене могут двигаться в 10 раз быстрее, чем в традиционных кремниевых транзисторах. Это открывает новые возможности для создания чипов, работающих в терагерцевом диапазоне. Чтобы получить эпиграфен, ученые используют процесс, основанный на получении графена, который мы изучаем уже полвека. Они помещают два кристалла SiC в графитовый тигель и нагревают их при помощи тока высокой частоты в аргоно-кварцевой трубке в течение примерно часа. В результате испарения кремния с поверхности SiC образуется графеновый слой, а затем эпиграфен на подложке из карбида кремния. Процесс производства эпиграфена относительно недорогой.
"Чипы, которые мы используем, стоят около 10 долларов США, тигель - около 1 доллара, а кварцевая трубка - около 10 долларов", - говорит профессор IEEE Spectrum.
Ранее ученым не удавалось получить запрещенную зону, необходимую для работы транзисторов. Однако методика, разработанная профессором Уолтом де Хиром и его командой, позволяет получить запрещенную зону в 0,6 эВ, что достаточно для логического переключения при низких температурах.
Исследователи утверждают, что их метод отличается от предыдущих попыток получить запрещенную зону за счет модификации подложки графеновыми нановолокнами или нанотрубками. Эти методы требовали высокой точности и не приводили к успеху после десятилетий исследований.
Созданный эпиграфен обладает большими преимуществами для использования в электронике. Он совместим с традиционными методами обработки в микроэлектронике и имеет меньшее сопротивление по сравнению с кремнием. Но чтобы в полной мере использовать все возможности этого материала, требуется изменение привычных производственных практик.