Il miglioramento continuo dei processi produttivi ha permesso alla tecnologia di raggiungere lo stato dell'arte attuale dove un minuscolo chip integrato all'interno di un telefono cellulare garantisce prestazioni di diversi ordini di grandezza superiori a quelle che qualche decina di anni fa non riuscivano a raggiungere scatoloni delle dimensioni di una stanza.

Le tecniche per ottenere chip sempre più veloci hanno fatto finora affidamento su un solo parametro: quella della riduzione delle dimensioni del gate dei transistor utilizzati per la realizzazione delle logiche di funzionamento binarie. Esiste la possibilità, però, di muovere anche altre levette come la mobilità degli elettroni che può essere gestita grazie ad opportuni drogaggi dei materiali oppure utilizzando materiali completamente nuovi.

Quest'ultima è la strada che da un po' di tempo si sta cercando di percorrere con il grafene, materiale chiamato a sostituire il silicio che da più parti si considera ormai vicino al suo limite fisico. Il grafene, invece, garantisce una mobilità degli elettroni fino a 200 volte superiore rispetto a quella del silicio.

graphene

Samsung Advanced Institute of Technology, l'incubatore della divisione R&D di Samsung Electronics ha fatto importanti passi avanti in questo settore riuscendo finalmente nell'impresa di realizzare un prototipo di circuito basato su transistor al grafene.

Il principale problema di questo materiale - che finora aveva creato molto scetticismo - è legato al fatto che esso non è un semiconduttore come il silicio bensì un materiale semimetallico che non permette di spegnere completamente il flusso di elettroni per creare una logica a due stati (0, 1) la quale ha da sempre caratterizzato il funzionamento dei circuiti digitali. Precedenti sperimentazioni con il grafene erano state condotte con l'obiettivo di trasformarlo in un semiconduttore, ma così snaturato il materiale aveva perso tutti i suoi vantaggi.

Samsung Advanced Institute of Technology ha invece lavorato su una differente possibilità per effettuare lo switch permettendo al transistor di grafene di bloccare il flusso di corrente senza per questo degradare la sua mobilità. E' nato così il Graphene Barristor, un transistor al grafene con diodo Schottky al silicio che fa da barriera per bloccare il flusso di corrente e che può, in questo modo, essere spenta o accesa controllandone la sua altezza (ovviamente in termini di potenziale elettrico).

Gli studiosi hanno non solo creato l'elemento di base ma anche alcuni circuiti logici fondamentali come il gate (inverter), un half-adder ed un adder. Samsung Advanced Institute of Technology ha già depositato 9 brevetti sulle principali tecnologie usate nel Graphene Barristor. La ricerca è stata pubblicata dal giornale Science.