Transistor in grafene, il DNA per la produzione

Il grafene è il materiale magico che in futuro potrebbe sostituire il silicio nella realizzazione dei transistor. I ricercatori della Stanford University hanno usato il DNA come modello per sintetizzare strisce di grafene direttamente su wafer di silicio. Questo nuovo approccio dovrebbe consentire la produzione di transistor con minori correnti di dispersione e quindi più adatti alla fabbricazione di dispositivi elettronici.

Il grafene, materiale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio, possiede le proprietà elettroniche adatte per essere utilizzato nei circuiti integrati. Gli elettroni, infatti, si muovono più velocemente rispetto al silicio, ma c’è un problema: nei transistor in grafene la differenza tra il valore della corrente nello stato on e il valore della corrente nello stato off è troppo piccolo. Ciò significa che le correnti di dispersione attraversano il grafene anche quando il transistor è spento.

Studi recenti hanno dimostrato che la banda proibita, ovvero l’intervallo di energia che impedisce il passaggio degli elettroni, si può ottenere con una striscia di grafene ampia 10 nanometri. Posizionare e allineare con precisione gli atomi di una simile struttura è piuttosto complesso. I ricercatori di Stanford hanno però trovato la soluzione: sintetizzare il grafene direttamente su un wafer di silicio, utilizzando il DNA.

Il substrato in silicio è stato ricoperto da una soluzione contenente fasci di DNA a doppia elica lunghi 20 micrometri, ottenendo un allineamento quasi perfetto tra il DNA e il substrato. Il DNA è stato quindi ricoperto da ioni di rame e riscaldato ad alta temperatura in presenza di metano e idrogeno. La reazione chimica ha generato una striscia di grafene larga meno di 10 nanometri. Questi “ribbon” possono essere usati per realizzare transistor. Il metodo dovrà ora essere migliorato per poter produrre circuiti ad alte prestazioni.