Grafen otwiera nowe możliwości w elektronice półprzewodnikowej

17
Grafen otwiera nowe możliwości w elektronice półprzewodnikowej

Zespół naukowców z Georgia Institute of Technology stworzył pierwszy na świecie funkcjonalny półprzewodnik z grafenu. Rozwój ten może doprowadzić do powstania zaawansowanych urządzeń elektronicznych i zastosowań obliczeń kwantowych.

Grafen to dwuwymiarowa modyfikacja węgla, która powstaje w postaci pojedynczej warstwy atomu. Wysoka mobilność nośników ładunku, która okazuje się najwyższa spośród wszystkich znanych materiałów, czyni ten materiał niezwykle obiecującym w dziedzinie nanoelektroniki.



Dwie dekady temu dwóch naukowców o rosyjskich korzeniach, Andrei Geim i Konstantin Novoselov, po raz pierwszy wyprodukowało grafen na podłożu z utlenionego krzemu.

Półprzewodniki, uważane za element składowy urządzeń elektronicznych, są niezbędne w komunikacji, informatyce, opiece zdrowotnej, systemach wojskowych, transporcie i wielu innych zastosowaniach.

Półprzewodniki są zwykle wykonane z krzemu – materiału, który zrewolucjonizował przemysł elektroniczny i zapoczątkował erę cyfrową. Oczyszczony krzem jest stosowany w urządzeniach takich jak chipy komputerowe, tranzystory, układy scalone i wyświetlacze ciekłokrystaliczne. Jego wysoce stabilna struktura atomowa oznacza, że ​​ma właściwości przewodzące metalu, a także jest izolatorem, dzięki czemu krzem może zarówno przewodzić, jak i blokować prąd.

Zdaniem ekspertów zajmujących się tą dziedziną staje się jasne, że krzem jest już bliżej swoich granic, jeśli chodzi o szybsze przetwarzanie danych i najbardziej kompaktowe rozmiary urządzeń elektronicznych.

Próbując znaleźć realną alternatywę dla krzemu, Walter de Heer, profesor fizyki w Georgia Institute of Technology, poprowadził zespół badaczy z Atlanty w stanie Georgia i Tianjin w Chinach do wytworzenia półprzewodnika grafenowego kompatybilnego z przetwarzaniem mikroelektroniki techniki.

Ponieważ grafen nie jest ani półprzewodnikiem, ani metalem, naukowcy musieli znaleźć sposób na jego włączanie i wyłączanie, aby mógł działać jak krzem.

W tym celu naukowcy wprowadzili do grafenu atomy, dzięki którym można kontrolować przewodność substancji. Jest to technika zwana domieszkowaniem, która pomaga wpływać na przewodność materiału.
17 komentarzy
informacja
Drogi Czytelniku, aby móc komentować publikację, musisz login.
  1. 0
    28 kwietnia 2024 01:39
    Nie wiem, ale czytałam, że grafen ma wadę, czyli dużą kruchość. Zobaczmy, możliwe, że nasi naukowcy pracują również nad alternatywnymi sposobami stworzenia nowej generacji mikroelektroniki.
    1. +7
      28 kwietnia 2024 01:51
      Grafen to jednoatomowa warstwa węgla, która jest dwuwymiarowym materiałem o sześciokątnej strukturze kryształu.

      Jest milion razy cieńszy od ludzkiego włosa i 200 razy mocniejszy od stali. Ma najlepszą przewodność cieplną i elektryczną ze wszystkich znanych materiałów, a w pewnych warunkach może być lżejszy od powietrza.

      Grafen znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w elektronice, energetyce, medycynie, transporcie i wielu innych.
      1. + 15
        28 kwietnia 2024 05:56
        Dekanter to dwuwymiarowa modyfikacja węgla, która powstaje w postaci pojedynczej warstwy atomu.


        Karafka to szklany pojemnik, w którym przechowuje się płyny do picia.
        1. +2
          28 kwietnia 2024 10:44
          Cytat z Sevastca
          Dekanter to dwuwymiarowa modyfikacja węgla, która powstaje w postaci pojedynczej warstwy atomu.


          Karafka to szklany pojemnik, w którym przechowuje się płyny do picia.

          Można w nim także rozcieńczyć „szydło”… „aby nikt nie zgadł”… mrugnął
          1. +3
            28 kwietnia 2024 12:27
            Cytat: Oszczędny
            Nie wiem, ale czytałam, że grafen ma wadę, czyli dużą kruchość

            Diament charakteryzuje się dużą kruchością przy dużej (bardzo dużej) twardości.
            A grafen jest materiałem ELASTYCZNYM. Takie materiały w ogóle nie mają kruchości (nie ma sensu tego mierzyć)
            A swoją drogą znajdzie zastosowanie nie tylko w mikroelektronice, ale też w materiałach konstrukcyjnych, gdy nauczą się go produkować na skalę przemysłową.
            Kompozyt miedzi i grafenu o grubości pięciu milimetrów ma wytrzymałość równoważną dwóm metrom stalowego pancerza.
          2. +1
            28 kwietnia 2024 13:53
            Cytat: sub307
            Wciąż jest w tym coś „szydła”. rozcieńczać..

            A to tylko zepsuje produkt! napoje
        2. +2
          28 kwietnia 2024 13:54
          Już czuć skutki weekendu :)
          1. 0
            28 kwietnia 2024 15:18
            Wow... to uczucie... napoje
      2. 0
        28 kwietnia 2024 12:50
        Cytat od wujka Lee
        Grafen znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w elektronice, energetyce, medycynie, transporcie i wielu innych.

        I okazuje się, że nie jest to super drogie:
        https://ochv.ru/magazin/product/grafenovyj-poroshok

        Chociaż twierdzą też coś przeciwnego:
        https://dzen.ru/a/YbI5hzAlPBq3to5e
    2. + 10
      28 kwietnia 2024 07:13
      Cytat: Oszczędny
      możliwe, że nasi naukowcy pracują również nad alternatywnymi sposobami stworzenia nowej generacji mikroelektroniki
      Nie robili tego od dłuższego czasu; skończyliśmy wszystko w 2008 roku. Potrzebujesz? przygotuj to (Fulereny C60 и С70):
      https://neotechproduct.ru/pricelist
      Co to jest? Cóż, to są nanotechnologie, od których brzęczą wszystkie uszy, tylko nie podali nazwy. Aplikacja:
      https://neotechproduct.ru/commercial_offer
      W opisie znajdują się jedynie ogólne zwroty. Chcesz szczegółów? To ten sam surowiec, z którego Tajwan produkuje obecnie chipy w procesie 3 nm, nawet dla AI, a my im je sprzedajemy od 2007 roku po 3-5 dolarów za gram. Pod względem mikroelektroniki procesor Pentium 4 mieści się na czubku igły. Inne zastosowania: wystarczy dodać 3 gramy gumy samochodowej do opony, a jej żywotność wzrośnie 7-krotnie (tj. 3 gramy x 5 dolarów = 15 dolarów i jazda 7 razy dłuższa). Chcesz rujnować firmy? tak źle (zastrzelą cię). Dlatego jest używany wyłącznie do celów wojskowych, gdzie bez tego nie byłby comme il faut. Ale tak naprawdę jest wiele obszarów zastosowań.
      Instalacje produkcyjne (patrz zdjęcie) zajmują bardzo mało miejsca:
      https://neotechproduct.ru/company_description
      Tak naprawdę na 1 instalację wystarczy 6-8 mXNUMX. metrów i produkuje produkty jako cały zakład w USA, który zajmuje kilka hektarów powierzchni. Więc nie ma potrzeby bla bla bla bla bla o tym, co rzekomo tam zrobili. Chociaż w zasadzie mogę zasugerować, że tam na górze coś mieszają: grafen jest dwuwymiarową modyfikacją węgla, a fuleren jest trójwymiarowy:
      https://ru.wikipedia.org/wiki/Фуллерен
      Chipy nie są już dwuwymiarowe, wystarczy przeczytać nagłówki filmy na YouTube, po co im grafen:
      https://youtu.be/ozINtwWvHDs
      https://youtu.be/vl1AaPAM-2Q
      No cóż, to wszystko teorie spiskowe, a nie elektronika...
  2. +4
    28 kwietnia 2024 01:59
    Co starożytny atlon na zdjęciu ma wspólnego z grafenem? Co więcej, ten sam grafen nagle okazał się całkowicie bezwartościowy (być może na razie).
  3. +9
    28 kwietnia 2024 02:03
    Karafka to dwuwymiarowa modyfikacja węgla... W0?????!!!!
    Karafka jest mężem hrabiny?
  4. +6
    28 kwietnia 2024 02:17
    Czy autor jest pewien, że rozumie przynajmniej coś z tego, o czym pisze? Mocno w to wątpię. I dla Nowojosłowamoże będzie musiał odpowiedzieć.
  5. +9
    28 kwietnia 2024 02:47
    W co zamienili VO?...
  6. +2
    28 kwietnia 2024 03:40
    Naukowcy stworzyli pierwszy funkcjonalny półprzewodnik z grafenu - ma on potencjał, aby zastąpić krzem

    Wiadomość jest trochę spóźniona. Pisali o tym już na początku stycznia tego roku.



    Grafen stał się idealnym półprzewodnikiem

    Ponadto stała się bardziej przepuszczalna dla promieniowania podczerwonego i światła widzialnego

    A to nowość na rok 2021 (https://nauka.tass.ru/nauka/12827349)
  7. -1
    28 kwietnia 2024 10:38
    Dwie dekady temu dwóch naukowców o rosyjskich korzeniach, Andrei Geim i Konstantin Novoyoslov, po raz pierwszy wyprodukowało grafen na podłożu z utlenionego krzemu.

    Dlaczego ci ludzie wyjechali na Zachód, a nie zostali w Rosji?
    Kogo winić?
  8. 0
    28 kwietnia 2024 18:32
    "Nowości" i gniazdo AM2 na zdjęciu :)
    Swoją drogą, dlaczego tylko elektronika półprzewodnikowa? Grafen znajdzie swoją niszę w innych obszarach. Na przykład jako substytut platyny w ogniwach paliwowych.