Подложка с экспериментальными чипами на основе графена (здесь и ниже изображения IBM Labs).Графен представляет собой слой атомов углерода толщиной в один атом, соединённых в гексагональную сотоподобную кристаллическую решётку. Эта двумерная форма углерода обладает уникальными электрическими, оптическими, механическими и тепловыми свойствами.
«Ключевое преимущество графена в очень высоких скоростях распространения электронов в этом материале, что является важнейшим условием для создания быстродействующих высокопроизводительных транзисторов следующего поколения», — говорят в IBM. 
Графен обещает революционизировать такие принципиально важные области, как микроэлектроника, накопители энергии, гибкие дисплеи и устройства беспроводной связи.
Электронные цепи, выполненные на основе графена, обеспечат более высокую скорость передачи данных при меньшем по сравнению с кремниевыми изделиями энергопотреблении. Так, созданная в IBM экспериментальная графеновая схема для беспроводных приёмопередатчиков потребляет всего 20 мВт мощности в рабочем режиме. В ходе тестирования удалось успешно принять и восстановить сообщение «I-B-M» на частоте 4,3 ГГц без каких-либо искажений.
Более того, экспериментальная схема показывает в 10 000 раз более высокое быстродействие, нежели все предыдущие разработки.
Изготовление полноценных интегральных схем с применением графена сильно затруднено из-за того, что его тончайшие листы очень легко повредить. Поэтому характеристики графеновых транзисторов неминуемо деградируют.
Для решения проблемы исследователи IBM полностью пересмотрели производственный процесс, применяемый при изготовлении кремниевых интегральных схем: работа с графеновыми транзисторами была выделена в заключительный этап. В результате удалось впервые сформировать рабочую графеновую схему для беспроводных устройств, частично выполняющую функции современных кремниевых изделий.
Более подробная информация об исследовании доступна в журнале Nature Communications.
Подготовлено по материалам IBM.
