Двухслойный графен ляжет в основу транзисторов следующего поколения

Международной группе учёных удалось систематизировать информацию о двухслойном графене — перспективном материале, который, как ожидается, найдёт применение в электронных и оптических устройствах следующего поколения.

Как сообщается, в работе приняли участие специалисты из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония), ИТПЭ РАН, МФТИ, Всероссийского НИИ автоматики и Мичиганского университета (США).

Графен обладает необычными механическими, электрическими и оптическими свойствами. Одна из особенностей материала — высокая подвижность носителей заряда, в десятки раз больше, чем у кремния. Электроны и дырки в графене легко и быстро перемещаются под действием внешнего электрического поля. Но транзистор, построенный на однослойном графене, невозможно эффективно «закрыть». Это связано с тем, что у графена нет запрещённой зоны (запрещённых энергетических состояний для электронов), а значит, через него всегда будет течь ток.

Двухслойный графен. Тип AA — узлы кристаллической решётки слоёв графена находятся точно друг под другом. Тип AB — второй слой графена развёрнут на 60° относительно первого / МФТИ

В свою очередь, двухслойный графен позволяет локально создавать запрещённую зону и управлять её величиной, прикладывая разность потенциалов перпендикулярно слоям. Это значит, что на его основе может быть построено новое поколение транзисторов, обладающих высокими показателями быстродействия и энергетической эффективности.

«Но говорить о революции в микроэлектронике ещё рано. Получить качественные образцы двухслойного графена намного сложнее, чем однослойного, при этом электрические свойства двухслойного графена (например, подвижность) существенно зависят от качества и точности совмещения слоёв», — говорится в материале МФТИ.

Ожидается, что систематизация информации о двухслойном графене поможет ускорить исследования, связанные с его практическим применением.