Un team di ricercatori della UC Riverside, California, ha risolto un problema che, fino a oggi, rappresentava un serio ostacolo per l'uso di grafene nei dispositivi elettronici: l'assenza di una "bandgap", in italiano banda proibita. Il "piccolo ostacolo" è che bisogna abbandonare l'algebra booleana.

Il grafene, un materiale con uno spessore di un singolo atomo di carbonio, ha proprietà uniche come l'elevata mobilità degli elettroni, che fanno gola ai ricercatori e alle aziende, intenti a cercare una soluzione per il "dopo silicio". Manca però una banda proibita, che è una caratteristica dei semiconduttori che permette di separare gli elettroni dalle lacune permettendo a un transistor di spegnersi (stato off).

Realizzare un transistor di grafene senza banda proibita è fattibile, ma pur essendo molto veloce soffrirà di dispersione di corrente e dissipazione dell'energia anche da spento. Inaccettabile. Come risolvere il problema? I ricercatori hanno usato un approccio alternativo rispetto a quelli odierni, che oltre a essere inefficaci sono anche in grado di impattare sulle proprietà "magiche" del grafene. "Anziché provare a cambiare il grafene, abbiamo cambiato il modo in cui l'informazione è processata nei circuiti".

Il team ha dimostrato che una resistenza differenziale negativa nei transistor (FET) realizzati con il grafene consente di ottenere architetture "non-Booleane" con grafene privo di bandgap. La resistenza differenziale negativa è una proprietà intrinseca del grafene, figlia della struttura simmetrica della banda. I ricercatori, nel loro documento disponibile su arXiv, hanno così proposto di manipolare tensione e corrente del grafene per rappresentare valori differenti e realizzare un'architettura logica non-Booleana.

Il problema è che la logica digitale moderna usata dai PC e cellulari è tutta basata sull'algebra Booleana, e usa gli 0 e gli 1 per codificare e processare l'informazione. Così, mentre la soluzione proposta funziona anche in scala nanometrica, consentendo la fabbricazione di circuiti estremamente piccoli e a basso consumo, c'è da dire che passare dalla logica Booleana a un altro tipo di concetto forse non è la strada migliore, troppo radicale. Sarà per un'altra volta.