O problema destes transistores é que eles não podem ser integrados em um chip de computador, porque deixam escapar muita corrente, mesmo no estado de isolação mais extremo do grafeno. Esta corrente elétrica danifica rapidamente a fonte do chip.

Não obstante os diversos estudos realizados para resolver o problema nestes últimos oito anos, nenhuma solução válida foi encontrada. Contudo, a equipe de Manchester conseguiu encontrar a peça faltante do quebra-cabeça. Segundo os pesquisadores, o grafeno deverá ser utilizado na posição vertical e não na direção lateral (sobre o plano). A equipe utilizou o grafeno enquanto eletrodo após os elétrons terem passado por um dielétrico em outro metal. Os pesquisadores chamam a este dispositivo diodo de efeito túnel.

Eles se concentraram principalmente em uma característica única do grafeno: uma voltagem externa pode modificar fortemente a energia dos elétrons de efeito túnel. Assim, os pesquisadores obtiveram um novo tipo de dispositivo: um transistor de efeito túnel vertical, no qual o grafeno é o integrante principal.

"Provamos conceitualmente uma nova abordagem para a eletrônica do grafeno", explica o autor principal do estudo, Dr. Leonid Ponomarenko, da Escola de Física e de Astronomia da Universidade de Manchester. "Nossos transistores já funcionam muito bem. Penso que podem ser melhorados e reduzidos à escalas nanométricas e funcionar em frequências sub-THz."

A seu lado, o professor Novoselov comenta: "Trata-se de uma nova visão para a pesquisa sobre o grafeno. As chances para a pesquisa do grafeno nunca estiveram tão positivas quanto hoje."

Mas o grafeno não funciona sozinho; outros materiais são igualmente necessários. A equipe de Manchester associou ao grafeno nitreto de boro e dissulfeto de molibdênio que contêm planos atômicos para desenvolver os transistores. Estes últimos foram fabricados, camada por camada, na escala atômica, segundo a sequência desejada. Estes tipos de superestruturas em camada não existem na natureza. O conceito inovador oferece novos graus de funcionalidade, dos quais o transistor de efeito túnel é um componente essencial.

"O transistor estudado é importante, mas o conceito de montagem em camadas atômicas o é ainda mais", comenta o professor Geim.

O Professor Novoselov, acrescenta: "O transistor de efeito túnel não é senão um exemplo da coleção não-exaustiva de estruturas em camadas e de dispositivos inovadores que pode ser criado por esse modo de montagem. Ele oferece oportunidades infinitas em física fundamental e para aplicações. Outros exemplos possíveis são os diodos de emissão, os dispositivos fotovoltaicos, e... muito mais ainda."

Universidade de Manchester (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o trabalho "Field-Effect Tunneling Transistor Based on Vertical Graphene Heterostructures", que deu origem a esta notícia, é de autoria de L. Britnell R. V. Gorbachev, R. Jalil, B. D. Belle, F. Schedin, A. Mishchenko, T. Georgiou,M. I. Katsnelson, L. Eaves, S. V. Morozov, N. M. R. Peres, J. Leist, A. K. Geim, K. S. Novoselov, L. A. Ponomarenko, e foi publicado na revista Science, volume 335, número 6071, págs. 947-950, 2012, DOI: 10.1126/science.1218461.

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