(PhysOrg.com) -- IBM-forskare är hoppfulla att, under det kommande decenniet, kiselbaserade transistorer kommer att ersättas av kolbaserade transistorer. IBM har redan lagt grunden för kolbaserade transistorer.

grafen, ett av de tunnaste kända materialen, består av ett plant enda ark av kol arrangerat i ett bikakenät. Grafenark har också högre bärarrörlighet (hastigheten med vilken elektroner färdas vid en given spänning) vilket översätts till bärarrörligheter som är hundratals gånger större än kiselchips som används idag. Detta gör grafen idealisk för snabbare chiphastigheter.

Det finns dock några problem som måste övervinnas innan kolbaserade transistorer kan vara användbara. Enstaka lager av grafenark fungerar mer som en ledare än en halvledare eftersom de inte har något bandgap.

Halvledare har ett bandgap mellan deras ledande och isolerande tillstånd, vilket gör att de enkelt kan slås på och av. Med ett saknat bandgap, grafen FET (fälteffekttransistorer) har fruktansvärda på-till-av-strömförhållanden som är hundratals gånger mindre än kisel.

Grafen värms också upp avsevärt när den drivs med mättade strömmar. Detta blir ett stort problem eftersom högpresterande grafenenheter helst måste arbeta vid mättnadsströmgränserna.

IBMs forskargrupp har erhållit värmeflödesresultat genom att bestämma temperaturfördelningen i aktiva grafentransistorer med hjälp av optisk mikroskopi kombinerat med elektriska transportmätningar. De använde också värmeflödesmodellering för att beräkna hur värme färdas längs och över en grafenflinga.

Forskningen har visat att substratinteraktioner blir mycket viktigare i grafenelektronik än i traditionella MOSFET:er och heterostrukturer. Detta lämnar ingenjörer att fokusera på opolära substrat och substrat som inte fångar laddningar.

© 2010 PhysOrg.com