חוקרים של יבמ יצרו מעגל ראשון בעולם מגראפן

לאחר שהצליחו ליצור טרנזיסטור מגראפן, רשמו המדענים של יבמ (IBM) הישג נוסף: הם יצרו מעגל משולב ראשון שמבוסס עליו – כך דיווחה החברה בשבוע שעבר במגזין Science. מדובר באבן דרך חשובה במסע של הגראפן, מחומר מסקרן בעל מאפיינים שמציתים את הדמיון לחומר מהפכני שעשוי לשנות את פני האלקטרוניקה לנצח.

המעגל שיצרו המדענים של הענק הכחול מגראפן משמש כמשדר פס רחב שפועל בתדר רדיו (10 ג'יגה-הרץ), להוכחת הרעיון שמעגלים מגראפן יכולים לפעול. על פי המדענים, יש לטכנולוגיה זו פוטנציאל נרחב, והתכנון מאפשר להגיע גם לתדר של 300 ג'יגה-הרץ.

"לטרנזיסטור עצמו אין שום ערך אם לא ניתן לחבר אותו לרכיבים אחרים", אמר קית ג'נקינס, אחד החוקרים, לאתר IEEE Spectrum. הוא ציין, כי "האתגר ההנדסי היה מורכב מאוד".

גראפן, מעצם טבעו, הוא חומר שקשה לעבוד איתו. מדובר ברשת של מולקולות פחמן, בעלת מוליכות גבוהה, בעובי של אטום בודד. שילוב החומר במעגל חשמלי יוצר בעיות נוספות. קודם כל, רבים מהרכיבים של מעגל המשדר מיוצרים ממתכת, שאינה נצמדת היטב לגראפן. מלבד זאת, החומר עלול להינזק בקלות בתהליכי ההטבעה הרגילים של מוליכים למחצה.

החוקרים התמודדו עם בעיות אלה באמצעות שכבת מגן מפולימר שהוצמדה לגראפן וציפוי בחומר רגיש לדפוס של האלקטרונים. כך ניתן להקל על הגראפן ועדיין להסיר חלקים במקומות מסוימים.

מלבד יכולת המיתוג בתדר גבוה במיוחד, מציע הגראפן יתרונות נוספים על פני החומרים המסורתיים שמשמשים בתעשיית האלקטרוניקה. בראש ובראשונה, הביצועים של המעגל שיצרו החוקרים כמעט שלא השתנו כאשר המעגל חומם מטמפרטורת החדר לטמפרטורה של יותר מ- 120 מעלות צלזיוס.

עם זאת, השימוש בגראפן נמצא עדיין בשלבים ראשוניים בלבד וחלק מהמאפיינים של החומר אינם מתאימים בהכרח ליישומי אלקטרוניקה. בניו-יורק טיימס (New York Times) צוין, כי טרנזיסטורים מגראפן אינם מופעלים או מופסקים לחלוטין, כפי שמקובל במוליכים למחצה.
ובכל זאת, כאשר הטכנולוגיה הקיימת מתקרבת במהירות למגבלות של חוק מור, נתלות תקוות רבות בגראפן. נוכח הביקוש הרב לעוצמת מיחשוב גבוהה מאי פעם, מאוד ייתכן שבעוד 10 שנים יתבססו רבים מהמחשבים בעולם על מעבדי גראפן.