• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Kahksikkiht grafeentransistoril parem vooluvõimendustegur

1.05.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Grafeeni uurimise üheks eesmärgiks on valmistada ränitehnoloogiaga võrreldes paremate füüsikaliste omadustega elektroonikaseadmeid. Sageduslikult on grafeentransistorid juba ränianaloogidest ees, ent vajaka jääb võimendusteguri arengus, mis on väga oluline näiteks raadiotehnikas. Nüüd on aga saksa ja itaalia teadlased valmistanud kaksikkiht grafeentransistori, millel on üksikkihtseadmetega võrreldes märgatavalt parem pingevõimendustegur.

Kahekihilisel grafeentransistoril on ühekihilise seadmega võrreldes oluliselt parem võimendustegur.

„Funktsionaalse pingevõimendustegurita on transistor samahästi kui kasutu,“ ütles Pisa NDSLUP (Nanoscale Device Simulation Laboratory at the University of Pisa) Ülikooli teadlane Gianluca Fiori, võrreldes kõrge võnkesageduse, aga madala võimendusteguriga transistori voolujoonelise sportautoga, millel on nõrk mootor.

Grafeen  on ühe aatomkihi paksune väga eriliste elektriliste omadustega materjal, millest on valmistatud kuni 300 GHz (109 Hz) töösagedusega analoogseadmeid. Näiteks valmistas IT firma IBM grafeenipõhise lairiba raadiomiksri, eesmärgiga luua pooljuhtseadmeturule räniseadmete kõrvale uut konkurentsi.

Maailma tipplaborid, näiteks UCLA ja ja IBM, valmistavad üha kiiremaid grafeentransistore. „Iga paari-kolme kuu järel on vana kiirusrekord seljatatud, ent pingevõimendusele ei ole seejuures kuigi suurt tähelepanu pööratud,“ ütles Fiori.

Fiori töörühma valmistas aga FET (Field Effect Transistor) grafeen-

Joonisel oleva kaksikkiht grafeentransistori prototüübil on 4 mikromeetri laiune kanal, ent võimendustegur peaks teooria kohaselt säilima ka kõigest 40 nanomeetri pikkuses kanalis.

väljatransistori nii, et lätte ning neelu (source, drain) elektroodie vaheline voolutee kulgeb kahe kihi grafeeni vahel. Uue seadme pingevõimendustegur on 35, mis on ühekihilisest eelkäijast kuus korda parem tulemus. Töö avaldati teadusajakirja Nano Letters märtsikuises numbris.

Fiori sõnul on ühekihiliste seadmete puuduseks madal väljundtakistus, mis tähendab ühtlasi väikest võimendustegurit. Üks transistoride kiiruse parandamise viise on seadme mõõtmete vähendamine, ent see tähendab lühemat lätte ja neelu vahelist kanalit ja ühtlasi väiksemat takistust, mis omakorda võimendustegurit vähendab. Teise kihi grafeeni lisamine tõstab takistust ilma, et töösagedus seejuures pärsitud saaks.

Saksamaal Aacheni nanotehnoloogiafirmas AMO valmistatud trasnsistori kanal on 4 mikromeetri pikkune. Simulatsioonid näitavad, et võimendustegur säilub isegi 40 nanomeetri pikkuse kanali puhul, vähenedes aga 3.5 korda. „Võrreldes ühekihilise grafeentransistoriga on tähelepanuväärne, et kaksikkihtseadme võimendustegur säilub mitme suurusjärgu võtta väiksemagi kanali puhul,“ ütleb Fiori.

„Tegemist on olulise sammuga grafeenvõimendite arengus. Kõrge sagedus on küll oluline, ent pingevõimenduseta ei saa,“ kommenteerib MIT pooljuhtmaterjalide töörühma dotsent Tomas Palacios.

Teised töörühmad on üritanud kaksikkihi abil kompenseerida grafeeni keelutsooni puudumist. Keelutsoonide puudumisel levib vool seadmes takistuseta, mis tähendab, et digitaalloogika binaarsete lülituste sooritamine ei ole võimalik. Fiori sõnul ei ole nende seadme 100 millielektronvoldine keelutsoon digitaalloogika jaoks piisav, ent sobib analoogseadmete, näiteks võimendite valmistamiseks.

Allikas: IEEE

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Grafeeni abil parem dopingukontroll
  2. Grafeenipõhise fotoelemendi uus efektiivsusrekord
  3. Topoloogilised isolaatorid pakuvad toatemperatuursele spintroonikale uusi arenguteid
  4. Veelgi huvitavam grafeen
  5. Defektid võivad grafeensensoreid paremaks muuta
  6. Grafeenmullikestest läätsed
  7. Grafeeni abil saab vedelikest arseeni eraldada
  8. Mitmekihiline grafeen püsib jahedana
  9. Grafeentransistorid nanoseadmetes
  10. Grafeen: milleks on konarused kasulikud

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in