Новые результаты исследований ученых MIT могут привести к созданию микросхем со скоростными возможностями гораздо выше ныне существующих стандартных кремниевых чипов. Соответственно, и коммуникационные устройства на основе таких микросхем, например, мобильные телефоны, будут передавать информацию значительно быстрее.

Уже достаточно хорошо известный на сегодня материал – графен (слой атомов углерода, соединённых в гексагональную двумерную кристаллическую решётку; его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла), ранее уже использовался для создания прототипов транзисторов и некоторых других простейших элементов.

Графеновая микросхема (фото Донны Ковени)

Группа исследователей из MIT (“Массачусетского технологического института”: http://web.mit.edu/) впервые продемонстрировала схему достаточно сложного устройства (умножителя частоты), построенную на основе графена.

Умножители, увеличивающие в целое число раз частоту подводимых к ним периодических электрических колебаний, широко применяются в современной электронике. Существующие схемы таких устройств, однако, предполагают использование значительного числа электроэлементов, но генерируют сигнал с низким соотношением сигнал/шум, который необходимо фильтровать. Графеновый же прототип, реализующий коэффициент умножения 2, задействует всего один транзистор, отличается малой потребляемой мощностью и чистым сигналом на выходе. «Разработчикам электронных устройств постоянно приходится повышать частоту, — отмечает один из авторов исследования Томас Паласиос (Tomás Palacios). — При этом задача получения частот свыше 4–5 гигагерц уже весьма сложна». Заметим, что графеновые технологии — теоретически — могут обеспечить значения частоты в диапазоне от 500 ГГц до 1 ТГц.

Прогресс в области практического применения графена сдерживается, по общему мнению ученых, несовершенством методов получения образцов этого материала: наиболее распространенный из таких способов основан на механическом отщеплении или отшелушивании слоев графита. Исследователи из MIT, которым также принадлежит идея оригинальной методики выращивания цельных пластин графена, в настоящее время пытаются изготовить умножитель по новой технологии; как они предполагают, до выхода продукта на коммерческий уровень осталось не более двух лет.

Евгений Биргер