Come è noto, gli attuali transistor sono realizzati utilizzando il silicio come materiale semiconduttore. Negli ultimi decenni, il numero di transistor presenti in un chip è approssimativamente raddoppiato ogni 2 anni, ma questa corsa verso la miniaturizzazione sempre più spinta, è destinata a rallentare e fermarsi del tutto.
La dimensione fisica sotto la quale non si può scendere è 10 nanometri perché tutti i materiali semiconduttori, silicio incluso, iniziano a diventare instabili, si ossidano, si decompongono e migrano in maniera incontrollabile lungo le superfici dei transistor.
Due ricercatori dell’Università di Manchester, Kostya Novoselov e Andre Geim, hanno creato il più piccolo transistor del mondo (spesso un atomo e largo dieci atomi), utilizzando il grafene al posto del silicio.
I transistor di grafene hanno mostrato le loro migliori proprietà a dimensioni inferiori ai 10 nanometri, cioè il limite di miniaturizzazione sotto il quale il silicio è destinato a fallire. Sarà possibile realizzare transistor su scala nanometrica da un singolo cristallo di grafene, in quanto il grafene, a differenza di altri materiali, rimane stabile e conduttivo anche quando usato per dispositivi larghi un nanometro. Anzi, le prestazioni migliorano al diminuire delle dimensioni.
Al momento, la principale difficoltà incontrata dai ricercatori è l’impossibilità di ottenere wafer dalle dimensioni comparabili a quelli di silicio (circa 10 centimetri), ma Novoselov spera di risolvere il problema nel giro di un paio d’anni. Attualmente il wafer più grande realizzato è largo appena 100 micron, pari ad 1/10 di millimetro.
Quindi, potrebbero essere necessari almeno altri 10 anni per vedere in commercio i primi chip di grafene, ma a breve termine, potrebbe sostituire i materiali usati nei display LCD per creare lo strato conduttivo trasparente, unendo insieme fogli di grafene spessi solo un atomo.