(PhysOrg.com) -- Att ta ett stort steg framåt i skapandet och produktionen av grafenbaserade integrerade kretsar, IBM har meddelat i Vetenskap , tillverkningen av en grafenbaserad integrerad krets på ett enda chip. Demonstrationschippet, känd som en radiofrekvens "mixer" kan producera frekvenser upp till 10 GHz, och visar att det är möjligt att övervinna adhesionsproblemen som har hindrat forskarnas ansträngningar att skapa grafenbaserade IC:er som kan användas i analoga applikationer som mobiltelefoner eller mer sannolikt militär kommunikation.

IBM och andra hade tidigare visat att det var möjligt att skapa en grafenbaserad transistor; denna senaste forskning tar den tekniken ett steg längre genom att kombinera transistorn och annan elektronik på ett enda chip för att skapa en fullfjädrad integrerad krets.

Grafenkretsarna startade genom att odla en två- eller trelagers grafenfilm på en kiselyta som sedan värmdes till 1400°C. Grafen IC tillverkades sedan genom att använda toppstyrda, dubbla fingrar grafen FET (fälteffekttransistorer) som sedan integrerades med induktorer. De aktiva kanalerna framställdes genom att centrifugera skivan med en tunn polymer och sedan applicera ett skikt av vätesilfsioxan. Kanalerna ristades sedan med e-beam litografi. Nästa, överskottet av grafen avlägsnades med en syreplasmalaser, och sedan rengjordes hela verket med aceton. Resultatet är en integrerad krets som är mindre än 1 mm ² i total storlek.

Chipet producerar utsignaler med blandade frekvenser, därav dess namn, och även om den utvecklade prototypen inte förväntas användas i en verklig enhet, framtida chips som använder den nya tekniken förväntas användas i trådlös kommunikation. Eftersom en viktig finansieringskälla för forskningen har tillhandahållits av U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) kommer de första användningarna av ett sådant chip i en applikation sannolikt att vara för hemlig kommunikation mellan luftburna militärpiloter; de ultrahöga frekvenserna som genereras gör den idealisk för sådana säkra applikationer.

Att få grafenet att fästa vid andra elektroniska komponenter var av allt att döma den svåraste delen av hela processen, och tog tydligen laget, ledd av Phaedon Avouris, hela ett år att utföra; men det var helt klart väl värt ansträngningen eftersom forskarteam världen över fortsätter att leta efter en eventuell ersättning till kisel i integrerade chips, som enligt de flesta bedömningar kommer att nå sina gränser inom de närmaste åren.

© 2010 PhysOrg.com