© Manchester University Mesoscopic Physics Group

A jelenlegi tranzisztorokban használt szilikon ugyanis nem tud 10 nanométer alatt stabil struktúrában megmaradni, a mai legújabb chipek pedig már csak 45 nanométeresek, így egyre sürgetőbb feladattá válik egy új, még kisebb szerkezetű, de egyúttal stabil anyag előállítása.

A manchesteri kutatók választása az egyetlen szénatomos fóliákból álló, méhsejt szerkezetű grafénra esett: az anyagot még 2004-ben állították elő brit és orosz kutatók. Az ebből előállított tranzisztor 1 nanométeres, öt széngyűrűből áll: ezzel kivíta magának a világ egyik legkisebb tranzisztorának címét, az eddigi változatok keresztben 10 nanométeresek, széltében még hosszabbak voltak.

A szén-szén kötés a természetben megtalálható kapcsolódások egyik legerősebbje, ennek méhsejt-szerkezetében pedig nagyon gyorsan képesek utazni. Tranzisztort azonban elég nehéz ebből csinálni, ugyanis a grafénban nem kontrollálható az áram folyása.

Kosztya Novoszelov - a grafén egyik 2004-es előállítója - és társai ezt úgy voltak képesek áthidalni, hogy a grafén szerkezetébe apró, általuk csak kvantumlyuknak nevezett réseket vágtak. A pár nanométeres lyukak az anyag ilyen szintjein fellépő kvantumhatások következtében képesek megfogni az elektronokat, a környezetükben megindított mágneses mező hatására pedig elengedik azokat, így gyakorlatilag ki-be kapcsolható tranzisztorokat hoznak létre.

A hasonló méretű prototípusoknak általában szuperhűtésre van szükségük a működésre, míg a grafénváltozat szobahőmérsékleten is gond nélkül működik, ráadásul ugyanúgy készítik ezeket, mint szilikonból készült társaikat - nagyobb darabokból "faragják ki" azokat.