A tranzisztorok a modern fogyasztói elektronika szerves részét képezik. Okostelefonokba, táblagépekbe és számítógépekbe vannak telepítve, azaz olyan eszközökbe, amelyek egyre kisebbek és erősebbek. Az anyagtudományban ezért a 2D anyagok, például a grafén egyre nagyobb figyelmet kapnak. Ugyanis még a félvezetők is, például a tranzisztorokba építettek, így jobban skálázhatók.
Theresia Knobloch a Bécsi Műszaki Egyetemen végzett kutatásai részeként, kollégáival együttműködve megmutatta, hogyan működik ez. A tranzisztorok nemcsak karcsúsodnak, hanem stabilitásuk és élettartamuk is javul. A Bécsi Műszaki Egyetem, az RWTH Aachen Egyetem, a Wuppertali Egyetem és az aacheni székhelyű AMO GmbH kutatói a közelmúltban publikálták a kutatási eredményeket a "Nature Electronics" folyóiratban.
A szilíciumot sok tranzisztorban használják félvezetőként. A tudomány azonban egyre inkább túl akar lépni az alapanyag természetes korlátain. A szilíciumréteg vastagsága csak korlátozott mértékben csökkenthető néhány atomi rétegre. Theresia Knobloch és munkatársai ezért a 2D grafént használják, amelyet alumínium-oxiddal együtt alkalmaztak tranzisztorok szigetelőjeként. "Az alumínium-oxid már meghonosodott a félvezetőiparban. Ezért a módszerünk segítségével megmutathattuk, hogyan lehet a jelenlegi gyakorlatot javítani új anyagok használata nélkül" - mondta Knobloch a Scinexx.de magazinnak, és figyelmeztetett, hogy különös figyelmet kell fordítani arra az interfészre, ahol a szigetelő és a félvezető találkozik.
A szigetelők élettartamát azok az anyaghibák rövidítik le, amelyek becsapdázzák az elektronokat. Az ilyen töltéscsapdák miatt a paraméterek eltolódnak, így a tranzisztor már nem működik. Tibor Grasser, a projekt és a bécsi műegyetem mikroelektronikai intézetének vezetője által irányított kutatócsoport a sávok beállításának megváltoztatásával reagál erre a problémára.
A továbbfejlesztett tranzisztorok azonban nemcsak jobb stabilitást eredményeznek, hanem az elektromos berendezések energiafogyasztását is csökkenteni lehetne velük, hiszen a tranzisztor kapcsolásához még alacsonyabb feszültség is elegendő. Végül a miniatürizálás lehetővé teszi több tranzisztor elhelyezését ugyanazon a területen, ami növeli a számítási teljesítményt, és gyorsabb és összetettebb számításokat tesz lehetővé.
Az ultravékony tranzisztorok a laboratóriumból mintegy tíz-tizenöt év alatt juthatnak át a sorozatban gyártott készülékekbe, például a telefonokban Theresia Knobloch becslése szerint írta a Scinexx.
