Den eksisterende, silisiumbaserte brikketeknologien er nå dratt så langt at mange aktører har begynt å slite med å følge den såkalte «Moores Lov», som sier at antallet transistorer i en integrert krets vil dobles i løpet av en periode på rundt 24 måneder.
I lys av denne utviklingen har man begynt å lete etter alternative halvlederteknologier, og en lovende kandidat i så måte er karbonmaterialet grafén – som ble lansert som en potensiell silisium-arvtaker allerede for flere år siden.
Stort gjennombrudd
Materialet er imidlertid krevende å jobbe med, og veien til fungerende, grafénbaserte transistorer har vært lang. Nå har det skjedd et viktig fremskritt, rapporterer blant andre South China Morning Post.
Forskere ved Tianjin University i Kina og Georgia Institute of Technology i USA melder at de har lykkes i å fremstille den aller første fungerende halvlederen laget av grafén. – noe som representerer et betydelig gjennombrudd.
Det som gjør grafén interessant som halvledermateriale er at det leder strøm ekstremt godt, men samtidig mangler stoffet en egenskap som gjør det velegnet som halvleder – det såkalte båndgapet.
Båndgapet refererer i korte trekk til et materiale sin evne til å kunne veksle mellom ledende og isolerende egenskaper – med andre ord evnen til å kunne slås «av» og «på» – som er avgjørende for et transistormateriale.
Kina vil ta i bruk nytt materiale for å gjøre fremtidens brikker mye raskere
For å oppnå denne egenskapen må halvledermaterialer gjerne manipuleres med andre materialer. Grafen – som består av karbon som kun er ett atom tykt – er svært skjørt og dårlig egnet for slik manipulering.
De kinesiske og amerikanske forskerne i dette tilfellet har imidlertid utviklet en ny teknikk som gjør det mulig å tilføre et båndgap til grafén uten å skade materialet.
Mye raskere enn silisium
Den fungerende halvlederes som forskerne fremstilte hadde en elektronmobilitet som var 10 ganger høyere enn med tradisjonelt silisium, som betyr at elektronene beveger seg gjennom materialet med svært lav motstand.
Ifølge forskerne kan dette legge til rette for lang raskere elektronikk i fremtiden.
– Det er som å kjøre på en grusvei versus å kjøre på en motorvei. Det er mer effektivt, det varmes ikke opp så enkelt, og det legger til rette for høyere hastigheter slik at elektronene kan bevege seg raskere, sa professor i fysikk ved Georgia Institute of Technology, Walter de Heer, som ledet arbeidet.
Prosessen som ble brukt til å fremstille den grafénbaserte halvlederen er kompatibel med konvensjonelle metoder for produksjon av mikroelektronikk, som gjør løsningen desto mer velegnet som arvtaker til silisium.
En eventuell masseproduksjon ligger nok likevel et godt stykke frem i tid. I mellomtiden fortsetter tradisjonell silisiumteknologi å krympe ned til stadig mindre størrelser, og produksjonsprosessen har nå kommet helt ned til 3 nanometer (for abonnenter).
Grafén likevel egnet for CPU-er?
