Grafeen ingezet als 'drieweg-transistor'

Onderzoekers van twee Amerikaanse universiteiten hebben een manier gevonden om grafeen in te zetten als transistors met diverse eigenschappen: afhankelijk van de situatie kunnen ze positieve of negatieve ladingdragers gebruiken.

Een transistor van silicium, het gebruikelijke materiaal in chips, moet worden gedoteerd om een positieve of negatieve lading te krijgen. Afhankelijk van de geïntroduceerde verontreinigingen in het silicium, zorgen elektronen of juist elektronengaten voor het transport van lading. De grafeen-transistors die de Rice- en Riverside-onderzoekers ontwikkelden, kunnen juist doorlopend schakelen tussen ladingdragers. Deze ambipolariteit is in siliciumtransistors niet te realiseren.

De ambipolariteit van de transistors stelt de grafeen-transistors in staat zich zowel als n- als p-type transistor te gedragen. Op het evenwichtspunt tussen elektronen en elektronengaten als ladingsdragers fungeren de transistors niet langer als normale schakelaars, maar als frequency multiplier. Een enkele grafeen-transistor kan op die manier de functies van meerdere siliciumtransistors overnemen.

De verantwoordelijke Rice-onderzoeker Mohanram gaf bovendien aan dat de productie van grafeen-transistors grotendeels compatibel is met siliciumtransistors. Wel is de productie een stuk gevoeliger: de transistors zijn bijzonder gevoelig en beschadigingen beïnvloeden de prestaties nadelig.