Nieuwe toepassing grafeen in computerchips

AMSTERDAM - Onderzoekers van de University of Manchester, onder leiding van nobelprijswinnaars Andre Geim en Konstantin Novoselov, hebben een manier gevonden om grafeen in computerchips te gebruiken.

Hierdoor kunnen computers nog veel sneller worden. Dat schrijven ze deze week in Science.

Sinds de ontdekking van grafeen, een plat laagje koolstof van één atoom dik dat zowel supergeleidend als supersterk is, dromen onderzoekers er al van om dit materiaal te gebruiken in computerchips in plaats van silicium.

Grafeen is een veelbelovende vervanging van silicium omdat elektronen hier veel sneller doorheen gaan dan door silicium.

Smelten

Grote chipfabrikanten zoals IBM, Samsung, Texas Instruments en Intel hebben al enkele van deze transistoren met grafeen gemaakt, die sneller dan 300 gigahertz zijn.

Toch slagen zij er tot nu toe niet in om een heleboel van dit soort supersnelle transistoren in een computerchip te plaatsen, omdat ze te veel stroom lekken. Hierdoor zouden de chips binnen een fractie van een seconde smelten.

Oplossing

Het team van Geim en Novoselov komt met een oplossing voor dit probleem. Ze opperen om grafeen niet horizontaal (in een vlak) te gebruiken, zoals in eerdere experimenten, maar in verticale richting. Hierdoor krijgt grafeen de functie van een tunneldiode, die elektronen in één richting geleidt.

De onderzoekers maakten de transistoren door grafeen met twee andere materialen te combineren: boornitride en molybdeensulfide. Deze materialen werden in laagjes bovenop elkaar gelegd.

Eindeloze mogelijkheden

“De gedemonstreerde transistor is belangrijk, maar het concept van atomaire laagjes is waarschijnlijk nog belangrijker”, zegt hoogleraar Geim. “Het biedt eindeloze mogelijkheden voor fundamentele fysica en voor allerlei toepassingen waaronder ook zonnecellen”.

Transistoren zijn de bouwstenen van computerchips. Ze bestaan meestal uit drie op elkaar gestapelde lagen, waarbij de twee buitenste lagen gemaakt zijn van hetzelfde materiaal. De middelste laag is van een ander, semi-geleidend materiaal.

Hoe dunner deze 'vulling' is, hoe sneller elektronen door het apparaat kunnen worden geleid, en hoe sneller dus de gemiddelde snelheid van een chip.

Lees meer over:

Dagelijkse nieuwsbrief

Dagelijkse nieuwsbrief
Elke ochtend rond 6.00 uur weten wat het nieuws wordt?
Tip de redactie