Μια κινεζο-αμερικανική ερευνητική ομάδα συνέθεσε για πρώτη φορά έναν λειτουργικό ημιαγωγό από γραφένιο, σε ένα πιθανό άλμα προς τα εμπρός για υπερταχείς υπολογισμούς πέρα από τα τσιπ πυριτίου.
Το γραφένιο είναι ένα απλό υλικό, που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων άνθρακα, το οποίο λέγεται ότι είναι ένα εκατομμύριο φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα. Αλλά είναι πιο σκληρό από σχεδόν οτιδήποτε άλλο στη φύση και ξεπερνά το πυρίτιο όταν πρόκειται για ηλεκτρονικές δυνατότητες. Αλλά μέχρι τώρα κάποιοι φυσικοί παράγοντες το είχαν αποτρέψει
Από τότε που ανακαλύφθηκε το γραφένιο το 2004, οι επιστήμονες προσπαθούν να το χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό με άλλα υλικά άνθρακα, για να σχεδιάσουν έναν νέο τύπο τσιπ που καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και λειτουργεί γρηγορότερα από οποιονδήποτε υπάρχοντα ημιαγωγό.
Αυτό το επί μακρόν άστοχο επίτευγμα μπορεί τώρα να είναι πιο κοντά στην πραγματικότητα, σύμφωνα με νανοεπιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Tianjin της Κίνας και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια , τα ευρήματα των οποίων δημοσιεύθηκαν την Τετάρτη στο περιοδικό Nature .
Τα κινεζικά κρατικά μέσα ενημέρωσης χαιρέτησαν το κατόρθωμα ως μια σημαντική ανακάλυψη για τη χρήση του γραφενίου στην κατασκευή τσιπ.
«Αυτή η έρευνα όχι μόνο διατήρησε την αξιοσημείωτη σταθερότητα του γραφενίου, αλλά εισήγαγε και νέα ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά, ανοίγοντας το δρόμο για τσιπ με βάση το γραφένιο», ανέφερε σε άρθρο της Παρασκευής η Science and Technology Daily του Πεκίνου.
Η μελέτη διεξήχθη από τους καθηγητές Ma Lei του Πανεπιστημίου Tianjin και Walt de Heer του Georgia Tech. Και οι δύο έχουν επικεντρωθεί στα ηλεκτρονικά του γραφενίου και σε άλλα δισδιάστατα υλικά από τότε που ίδρυσαν το Tianjin International Center for Nanoparticles and Nanosystems στο Πανεπιστήμιο Tianjin το 2018.
Γνωστό ως το πρώτο σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου δισδιάστατο υλικό, η μοναδική ηλεκτρονική δομή του γραφενίου σημαίνει επίσης ότι έχει μηδενικό διάκενο ζώνης, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει διαφορά στην ενέργεια όταν τα ηλεκτρόνια στους ημιαγωγούς μεταπηδούν μεταξύ της χαμηλής και της υψηλής ζώνης. Εάν δεν υπάρχει διαφορά ενέργειας, δεν υπάρχει δυνατότητα χρήσης του υλικού ως ημιαγωγού. Η έλλειψη αυτού του φυσικού κενού εμποδίζει τις ημιαγωγικές ικανότητες του γραφενίου, καθιστώντας το λιγότερο κατάλληλο για ηλεκτρονικές συσκευές.
Η υπέρβαση αυτής της πρόκλησης χωρίς απώλεια των εγγενών ιδιοτήτων του γραφενίου είναι ένα κρίσιμο βήμα για την πρακτική χρήση του στα ηλεκτρονικά, «Ο λόγος για τον οποίο η έρευνά μας εκτιμάται είναι ότι μπορεί πραγματικά να κάνει τα ηλεκτρονικά γραφενίου πρακτικά στο μέλλον και να αφαιρέσει το μεγαλύτερο εμπόδιο».
Η νέα μέθοδος δημιουργεί ένα ειδικό στρώμα στο γραφένιο που δημιουργεί τον απαραίτητο χώρο για τα ηλεκτρόνια και τους επιτρέπει να κινούνται πολύ γρήγορα, πολύ πιο γρήγορα από ό,τι στο πυρίτιο και παρόμοια υλικά.
Αυτό είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός για τη χρήση του γραφενίου σε ηλεκτρονικές συσκευές, δίνοντάς του τις κατάλληλες ιδιότητες για να λειτουργεί καλά ως ημιαγωγός. Για να κάνουν αυτή την ανακάλυψη, ο Ma και η ομάδα του χρησιμοποίησαν μια μέθοδο που ονομάζεται ανόπτηση οιονεί ισορροπίας, η οποία περιλαμβάνει προσεκτική θέρμανση και ψύξη ενός υλικού για να αλλάξει τη δομή του. Η διαδικασία ξεκινά θερμαίνοντας ένα υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου σε ένα φούρνο και στη συνέχεια διατηρώντας το σε διάφορες θερμοκρασίες για συγκεκριμένες περιόδους. Αυτό δημιουργεί λείες, επίπεδες επιφάνειες, ιδανικές για την προσθήκη ενός στρώματος που είναι γνωστό ως «επιγραφένιο». Αυτό το στρώμα είναι κρίσιμο γιατί εισάγει το απαραίτητο ηλεκτρονικό κενό, καθιστώντας το γραφένιο κατάλληλο για ηλεκτρονικές συσκευές. Επιπλέον, διασφαλίζει ότι το γραφένιο είναι ισχυρό και εύκολο στην επεξεργασία, υποσχόμενη ευρεία εμπορική εφαρμογή σε ηλεκτρονικές συσκευές.
Χάρη στο κανάλι μας στο Telegram, μπορείτε να ενημερώνεστε για τη δημοσίευση νέων άρθρων Οικονομικών Σεναρίων.
Το άρθρο Ο πρώτος ημιαγωγός γραφενίου που δημιουργήθηκε: ένα μέλλον των ηλεκτρονικών ανοίγεται πέρα από το πυρίτιο προέρχεται από Οικονομικά Σενάρια .
Αυτή είναι μια αυτόματη μετάφραση μιας ανάρτησης που δημοσιεύτηκε στο Scenari Economici στη διεύθυνση URL https://scenarieconomici.it/creato-il-primo-semiconduttore-al-grafene-si-apre-un-futuro-dellelettronica-oltre-il-silicio/ στις Fri, 05 Jan 2024 16:33:41 +0000.