الدوائر المتكاملة من الكرافين
قام باحثي آي بي إم ببناء أول دائرة متكاملة، قائمة على الگرافين ، وذلك الإختراق تقول الشركة عنه أنه يعد نذيرا لمستقبل قائم على رقائق الگرافين بدلا من السيليكون . ويمكن للدوائر التى تحمل ترددا حجمهعشرة جيجاهيرتز حتى تعطى مجالا أوسع لمجموعة كبيرة من الأجهزة اللاسلكية عند الترددات العليا ، ويمكن للتكنولوجيا حتى تسمح يوما ما بإنفاذ القانون والعاملين في المجال الطبي لفهم ما بداخل الأمور أوالأشخاص دون الآثار الضارة للأشعة السينية ، وفقا لشركة آي بي ام.
بنيت الدوائر على رقاقات كربيد السيليكون ، وتتألف من ترانزستورات التأثير-الحقلي المصنوعة من الگرافين. وفي العام الماضي ، أظهر نفس فريق آي بي إم الترانزستور الأول المستند إلى الگرافين ، وهوقادر على العمل بتردد 100 جيجاهرتز، ولكن هذه المرة تم إدماجه في دائرة كاملة.
تلك الدارة هى خلاط للترددات الراديوية ذات النطاق العريض، الذي، كما توضحه مجلة IEEE Spectrum، يعد عنصرا حاسما لأجهزة الراديو. يخلق اشارات لاسلكية جديدة من خلال إيجاد الفرق وحاصل الجمع بين تردد إثنين من المدخلات . أداء دوائر آي بي إم يؤمن خلط تردد ما يصل الىعشرة جيجاهرتز، وعملت بشكل جيد في درجات حرارة تصل إلى 257° فارنهايت ويعتقد فريق البحث أنه يمكن الحصول على أداء أسرع -- وإذا كان الأمر كذلك ، فإن رقائق مثل هذه يمكن حتى تحسن عمل الهاتف الخلوي وجهاز إرسال وإستقبال الإشارات، والسماح من الممكن للهواتف للعمل في المناطق حيث لا يمكنها حاليا الحصول على الخدمة، هكذا تقول الشركة.
| "ملخص
دائرة گرافينية على مستوى الرقاقة عـُرضت وفيها جميع عناصر الدائرة، بما فيها ترانزستور أثر الحقل والحث، وكانوا متكاملين من نفس المادة على رقاقة واحدة من كربيد السيليكون. وتعمل الدائرة المتكاملة كخلاط ترددات راديوعريض الحزمة عند ترددات تصل إلىعشرة گيگاهرتس. هذه الدوائر الگرافينة تظهر إستقرارا حراريا مع انخفاض طفيف في الأداء (أقل من 1 ديسيبل) ما بين 300 و400 كلفن. هذه النتائج تفتح إمكانية تحقيق إمكانات عملية تكنولوجيا للگرافين مع وظائف وأداء أكثر تعقيدا . " |
وقد عملت فرق عدة على ترانزستورات الگرافين والمستقبلات، ولكن كان من الصعب حتى يتم التزاوج بين الأغلفة ذات ذرة كربون الواحدة وذرات المعادن والسبائك المستخدمة في الرقاقات.
هذه الدوائر تستخدم أيضا الألومنيوم والمضى والبلاديوم ، على سبيل المثال ، التي لا تلتصق بشكل جيد مع الگرافين. وماهوأكثر من ذلك ، فإنه يمكن للگرافين حتى يتلف بسهولة في عملية النقش، وقد قام يومينگ لين وزملاؤه بمركز أبحاث توماس ج. واتسون في آي بي إم بشرح ورقة حول الدوائر الجديدة.
وقد أزاح الفريق الستار عن عملية جديدة، يمكن حتى تذلل العقبات , وذلك بتنمية الگرافين على وجه السليكون على رقاقة من كربيد السيليكون. ثم قاموا بكسوة أوتغطية الگرافين بالپوليمر، وأجروا عمليات الحفر اللازمة، ثم أزالوا البوليمر، بإستخدام الأسيتون، وكانت بوابات الترانزستور يبلغ طولها بالكاد 550 نانومترا , والرقاقة بأكملها كانت تبلغ حجم حبة الملح، نطقت آي بي إم. ويظل هناك بعض الوقت قبل حتى تسود رقاقات ترانزستورات أثر الحقل FET المصنوعة من الگرافين، وادي سيليكون ("وادي الگرافين"؟) ومع ذلك، فإن فريق آي بي إم لديه بالعمل بعض الأفكار لتصاميم الجيل المقبل والتحسينات بما في ذلك استخدام المعادن المتنوعة التي لا تسبب تحلل الجرافين، مع توصيل كهربى فائق.
المصادر
- ^ Yu-Ming Lin*, Alberto Valdes-Garcia, Shu-Jen Han, Damon B. Farmer, Inanc Meric†, Yanning Sun, Yanqing Wu, Christos Dimitrakopoulos, Alfred Grill, Phaedon Avouris*, Keith A. Jenkins (2011-06-11). "Wafer-Scale Graphene Integrated Circuit". مجلة ساينس.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- پوپساي
