IBM demonstriert 155-GHz-Transistor

Im Februar letzten Jahres zeigten IBM-Forscher einen auf Siliziumcarbid basierenden Transistor mit einer Taktfrequenz von 100 GHz. Diesen Rekord haben IBM-Forscher nun schon wieder geschlagen: Mit einem Transistor aus Graphen – einer zweidimensionalen, bienenwabenförmigen Kohlenstoffstruktur – erreichten sie 155 GHz.

Zur Herstellung des im Rahmen eines DARPA-Projekts für Hochleistungs-Hochfrequenz-Transistoren entwickelten Transistors setzten sie ein neues Substrat ein, das sie „diamantähnlichen Kohlenstoff“ nennen und konnten dabei die Gate-Länge auf 40 Nanometer verkleinern. Der im vergangenen Jahr vorgestellte Transistor hatte im Vergleich dazu eine Gate-Länge von 240 Nanometer. Der Transistor weist eine hohe Temperaturstabilität auf und funktioniert sowohl bei Raumtemperatur als auch bei minus 268 Grad Celsius.

Potenzielle Anwendungsbereiche für Graphen-Transistoren finden sich vor allem in der Verarbeitung analoger Signale, da Graphen Elektronen schneller leitet als Silizium-Transistoren. Einen Leistungsschub erhofft man sich vor allem in der drahtlosen Kommunikation, für Netzwerkkomponenten, für Radar und beim Imaging. Da natürliches Graphen keine Bandlücke aufweist, erreicht es aber nicht die Schaltzeiten, die für die Verarbeitung digitaler Signale nötig sind, weshalb es sich für herkömmliche Prozessoren zumindest derzeit nicht besonders gut eignet. Einen Graphen-Prozessor wird man so schnell also nicht in seinem PC finden.

Von Vorteil ist auch, dass die genutzten Herstellungsverfahren kompatibel zu denen für Silizium-Transistoren sind. Kompatibilität zu gängigen Transistordesigns und Lithographie-Verfahren sehen die Forscher hierbei als Schlüssel, um zukünftig kommerzielle Produkte mit Graphen-Transistoren entwickeln zu können.