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.
informacja