Как установили ученые из Германии, электропроводные свойства графена можно «переключать» в режиме проводник/изолятор. До сих пор подобные фазовые скачки не были замечены за этим перспективным наноматериалом.

Для исследования этого эффекта был создан графеновый ключ. Этот полевой нанотранзистор смогли изготовить ученые Тим Эштермеер (Tim Echtermeyer) и Макс Лемме (Max Lemme) из лабораторий AMO в Аахене. Причем он не слишком отличается по архитектуре от традиционного кремниевого MOSFET – аналога.

Графеновая пленка – основа ключа – располагается на кремниевой подложке. Осталось только снабдить конструкцию стоком и истоком.

Далее ученые покрыли графен пленкой оксида кремния, который сформировал основу для электрода затвора.

Рис. 1. Тим и Макс держат кремниевую вафлю с нанотранзисторами

Обычно пи-электроны в составе графена делокализованы, вот почему этот наноматериал является отличным проводником. Но в составе нанотранзистора графеновая пленка может изменять свои свойства. Как только на устройство не подано напряжение, свободные пи-электроны связываются кремниевой подложкой, и пленка становится изолятором. Если же нагреть транзистор, или просто его «включить», подав напряжение, графен снова обретает проводящие свойства.

Как говорят Тим и Макс, подобные устройства могут использоваться в энергонезависимой памяти, основанной на переключениях фазовых свойств графена. А высокая скорость переключений – около 10⁶, позволяет создавать многоуровневую архитектуру быстродействующей памяти.

Работа ученых – часть проекта лаборатории AMO ALEGRA, результаты исследований были освещены в текущем выпуске Electron Device Letters.

Свидиненко Юрий