Це здавалося неможливим: науковці створили перший у світі графеновий напівпровідник
Джерело:
SciTechDailyВчені здійснили прорив в електроніці, створивши перший у світі функціональний напівпровідник з графену – одного шару атомів вуглецю. Новий матеріал, розроблений дослідниками з Технологічного інституту Джорджії та Університету Тяньцзіня, може прокласти шлях до швидших, менших та енергоефективніших електронних пристроїв.
Графен відомий своєю винятковою міцністю, провідністю та гнучкістю, але йому бракувало найважливішої для напівпровідників властивості – забороненої зони. Зонна щілина дозволяє матеріалу вмикатися та вимикатися під дією електричного поля – саме так працюють транзистори та кремнієва електроніка.
Читайте на сайті Вчені створили крихітне живе серце на чипі – воно б'ється, як людське
Дослідники вирішили цю проблему, вирощуючи графен на пластинах карбіду кремнію за допомогою спеціальних печей, а потім легуючи його атомами, які віддають системі електрони.
В результаті виходить графеновий напівпровідник, який має в 10 разів більшу рухливість, ніж кремній, а це означає, що електрони рухаються з дуже низьким опором і можуть досягати вищих швидкостей. Матеріал також має унікальні квантово-механічні властивості, які уможливлюють нові застосування у квантових обчисленнях і наноелектроніці.
Надважливе відкриття
Відкриття, опубліковане в журналі Nature, є важливою віхою в галузі графенової електроніки, яка десятиліттями гальмувалася через відсутність відповідної забороненої зони. Дослідники вважають, що їхня технологія сумісна з традиційними методами обробки мікроелектроніки і з часом може замінити кремній як домінуючий матеріал для електроніки.
Вальтер де Хеер, регентський професор фізики в Технологічному інституті Джорджії та керівник дослідницької групи, порівняв це досягнення з моментом братів Райт.
Наша мотивація займатися графеновою електронікою існувала вже давно, а все інше було лише втіленням її в життя. Ми повинні були навчитися, як поводитися з матеріалом, як робити його все кращим і кращим, і, нарешті, як вимірювати властивості. Це зайняло дуже, дуже багато часу. Тепер ми маємо надзвичайно міцний графеновий напівпровідник, який у 10 разів перевищує рухливість кремнію, а також має унікальні властивості, недоступні кремнію.
Дивіться також Британський термоядерний реактор побив рекорд виробництва енергії
Дослідники сподіваються, що їхня робота надихне на нові інновації та дослідження в галузі графенової електроніки та відкриє двері в нову еру електроніки, яка зможе подолати обмеження кремнію.