.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
Circuite de īnaltă frecventă realizate pe un singur strat atomic
Grafena este un nanomaterial ce constă într-un singur strat atomic de carbon. Atomii de carbon sunt dispuşi în formă hexagonală şi o grafenă seamănă cu un fagure format din atomi de carbon. Grosimea unei grafene este de 0.34 nm. Mulţi ani s-a crezut că grafena pur şi simplu nu există, ca în 2004 să fie obţinută prin simpla exfoliere din grafit cu o bandă adezivă şi depusă pe un strat de 300 nm SiO2 crescut pe siliciu. Concomitent s-a observat că grafena se poate vedea la un microscop optic adăugând un filtru de culoare. Imaginea la microscop a unei porţiuni mari de grafenă formată dintr-un singur strat atomic de carbon fabricată de Graphene Industries UK pentru IMT-Bucureşti este reprezentată în Fig. 1. 
Fig. 1 Grafenă văzută la microscopul optic
În foarte scurt timp, grafena a devenit “the wonder material” datorită proprietăţilor ei deosebite. Mobilitatea în grafenă este cu cel puţin un ordin de mărime mai mare decât în siliciu, purtătorii de tip n sau p se pot obţine în grafenă prin simpla modificare a unei tensiuni de poartă printr-un electrod aplicat pe grafenă, drumul liber parcurs fără ciocniri de aceştia fiind de 1.3 mm la temperatura ambiantă, o valoare care este mult mai mare decât posibilitatea nanolitografiei de a realiza electrozi metalici distanţaţi la câţiva nanometri. Aşadar, electronii se deplasează liber în grafenă, fără ciocniri, ceea ce permite realizarea unor dispozitive electronice care pot funcţiona la frecvenţe foarte mari, peste 100 GHz. Proprietăţile mecanice ale grafenei sunt unice, grafena fiind un material cu un modul de elasticitate mai mare de zece ori decât oţelul. Numai proprietăţile enumerate mai sus ne dovedesc că grafena este în-tr-adevăr “the wonder material”.
Metodele de producere a grafenei s-au dezvoltat şi acum grafena se poate produce cu dimensiuni între 2 şi 30 inch, în funcţie de diverse aplicaţii.
Împreună cu colegii de la FORTH Heraklion, Grecia, şi CNRS LAAS Toulouse, Franţa, Laboratorul Microsisteme şi componente microprelucrate în domeniul microundelor din Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare în Microtehnologie (IMT) a pus bazele laboratorului european LEA –SMART MEMES, unde s-au realizat primele circuite pe grafenă din domeniul microundelor pe plan european şi printre primele pe plan mondial. Aceste circuite se utilizează la frecvenţe mari şi au ca aplicaţii comunicaţiile de mare viteză, sisteme care permit captarea de imagini într-o atmosferă de ceaţă sau praf şi vizualizarea pe piele a tumorilor timpurii. 
Fig. 2 Ghid de unde pe grafenă
Astfel în Fig. 2 este prezentat un ghid de unde de pe grafenă cu o frecvenţă de tăiere 160 GHz şi care poate funcţiona ca un multiplicator de frecvenţă, adică să genereze frecvenţe mult mai mari decât a semnalului de excitaţie. În Fig. 3 este prezentat un tranzistor cu efect de câmp (FET) pe grafenă, care amplifică până la 10GHz şi care este realizat într-o tehnologie originală bazată pe nanolitografia cu fascicol de electroni. Frecvenţa de tăiere este apropiată de cea a celui mai bun tranzistor pe grafenă realizat de IBM şi care este de 100 GHz. În trei ani, frecvenţa de tăiere a tranzistoarelor pe grafenă a crescut de la câţiva GHz la 100 GHz. Acelaşi salt s-a petrecut în cazul tranzistoarelor realizate din semiconductori pe durata a patru decenii.
Fig. 3. Tranzistor FET pe grafenă (grafena se află între cei doi electrozi ai sursei; D-drena, S-sursa, G-poarta)
Mircea Dragoman
Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare în Microtehnologie (IMT-Bucureşti)
Parerea ta conteaza: 
Nanoelectronica īn Romānia
