Чипы из графена – нового перспективного материала в электронной промышленности – могут работать на тактовых частотах в сотни раз выше, чем современные микросхемы. К такому заключению пришли американские ученые, построившие графеновый умножитель частоты в лабораторных условиях.

Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology - MIT) установили, что чипы из нового перспективного наноматериала под названием графен могут работать на тактовых частотах 500-1000 ГГц. Они выяснили это на экспериментальном чипе, играющем роль умножителя частоты - компонента, широко распространенного в современной радиотехнике. На умножитель подается ток с начальной частотой, а на выходе получается с частотой, умноженной на коэффициент – принцип действия аналогичен трансформатору тока.

По словам одного из ученых, принявших участие в разработке, на текущей элементной базе невозможно создание качественных стабильных чипов с тактовыми частотами более 4-5 ГГц. Возникают помехи, которые необходимо устранять. Это приводит к неприемлемому потреблению электрической энергии. Чип из графена лишен этого недостатка и, при соединении группами, способен генерировать абсолютно чистый выходной сигнал с тактовой частотой до 1 ТГц.

В основе разработки лежат принципы, применяемые в современной электронике, поэтому ученые не думают, что доработка технологии и ее коммерциализация займут много времени – год, максимум два, считают они. Проект финансируется MIT совместно с Interconnect Focus Center. К нему проявлено достаточно большое внимание со стороны госструктур Соединенных Штатов Америки.

Графен – структурный материал из одного двумерного слоя атомов углерода, соединенных в гексагональную решетку (состоящую из правильных шестиугольников). Обладает высокой прочностью, высокой теплопроводностью и обеспечивает в 100 раз более высокую скорость передвижения электронов при комнатной температуре по сравнению с кремнием, что делает его перспективным материалом для производства электронных компонентов. Графен был открыт в 2004 г.

Одной из основных задач, требующих решения до того, как графен выйдет на рынок, будет производство этого материала в больших количествах с одинаковыми свойствами. Ученые из Ренсселарского политехнического института в США открыли способ управления свойствами графена, которые, как выяснилось, зависят от материала, на котором он выращивается. В лабораторных условиях им удалось создать лист графена площадью несколько квадратных сантиметров.

В декабре 2008 г. ученые из корпорации IBM создали полевой транзистор из графена, который в лабораторных условиях заставили работать на тактовой частоте 26 ГГц. Данный транзистор с длиной затвора всего 150 нм стал самым быстрым за всю историю графеновых разработок.

Остается только добавить, что процессоры с 50 и выше ГГц частоты не за горами