Graphene อิเล็คโทรนิคแห่งอนาคต

โมเลกุลอินทรีย์ซึ่งถูกพบว่ามีประโยชน์ในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคที่ใช้ซิลิกอนเป็นส่วนประกอบอาจจะสามารถใช้เพื่อสร้างวงจรอิเล็กโทรอนิคบนแผ่นคาร์บอนที่มีความหนาเพียงหนึ่งโมเลกุลเท่านั้น นักวิจัยของสถาบัน Max Plank ส่วนการวิจัยโลหะ ใน Stuttgart รายงานถึงความก้าวหน้าในวารสารออนไลน์ Journal Physical Review B ในวันที่ 1 มิถุนายน

Dophant ถูกจับตัวอยู่บนแผ่น graphene ซึ่งเป็นวิธีในการพัฒนาคุณสมบัติเพื่อใช้สำหรับ
อุปกรณ์อิเล็กโทรนิคที่มีขนาดเล็กและบางเป็นพิเศษ (ภาพจาก American Physical Society)

แผ่นคาร์บอนที่บางเป็นพิเศษนี้รู้จักกันในชื่อว่า graphene เป็นพื้นฐานสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคที่มีขนาดเล็ก แต่เพื่อสร้างเป็นองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพนั้น คุณสมบัติทางอิเล็กโทรนิคของซิลิกอนหรือ graphene จะต้องผ่าน กระบวนการโด๊ป (Doping) เสียก่อน โดยปกติแล้ว อุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนเป็นส่วนประกอบจะถูกโด๊ปเพื่อเคลื่อนย้ายอะตอมในโครงผลึกซิลิกอนด้วยอะตอมหรือโมเลกุลของสารเจือปน (Dophant) แต่ใน graphene นั้นตรงกันข้าม สารเจือปนจะถูกจับไว้บนสุดของแผ่นคาร์บอนมากกว่าที่จะแทนที่อะตอมของคาร์บอนบางอะตอม ธาตุบางชนิดเช่น ทองคำ, บิสมัท และ ไนโตรเจนไดออกไซด์ จะใช้สำหรับโด๊ป graphene ด้วยระดับความสำเร็จที่แตกต่างกัน ในตอนนี้นักวิจัยของสถาบัน Max Plank ยังได้ค้นพบสารประกอบ F4-TCNQ (tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane) ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ต่อการผลิต LED ซิลิกอนซึ่งดูเหมือนว่าจะเหมาะสมกับ graphene ทีเดียว

F4-TCNQ เป็นรูปแบบที่คงตัวบนขั้นของ graphene ที่ค่อนข้างมีความคงทนภายใต้สภาวะความร้อนและแสงระดับสูง และสามารถควบคุมคุณสมบัติทางไฟฟ้าของ graphene ซึ่งมันอาจเป็นตัวเลือกหนึ่งของ dophant ที่ดี

ปัจจุบันนักวิจัยสามารถสร้างทรานซิสเตอร์จากแถบของ graphene ได้เท่านั้น แต่รูปทรงที่ยาวทำให้ความนำไฟฟ้าได้ไม่เต็มที่ นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัย Manchester ในสหราชอาณาจักร Novoselov และผู้ร่วมงานได้ตัดแถบเพื่อให้ขนาดของมันสามารถควบอิเล็กตรอนในเชิงควอนตัม ได้ (Quantum confine electron) พวกเขาได้ใช้วิธีการตัดโดยใช้ลำอิเล็กตรอนและกระตุ้นพลาสมาในการทำแผ่น grahene ขนาดเล็กจากแผ่นใหญ่ Novoselov กล่าวว่า "เราสามารถแสดงให้เห็นว่าสามารถสร้างทรานซิสเตอร์โดยใช้ Graphene quantum dot และมันยังสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้องอีกด้วย"