Дослідники з Технологічного інституту Джорджії створили перший у світі функціональний напівпровідник, виготовлений із графену, єдиного листа атомів вуглецю, з’єднаних найміцнішими відомими зв’язками
Фото: Georgia Institute of Technology
Наукове дослідження опубліковане Nature, передає видання Еurekalert.
“Тепер у нас є надзвичайно міцний графеновий напівпровідник, який може витримувати дуже великі струми, не нагріваючись і не розплавляючись, рухливість якого в 10 разів більша, ніж у кремнію, і який також має унікальні властивості, недоступні для кремнію”, — сказав Уолтер де Гір, професор фізики в університеті Georgia Tech, очолив групу дослідників з Атланти.
Напівпровідники — матеріали, здатні до електропровідності в певних умовах. З огляду на те, що кремнієвий матеріал, який широко використовується в кремнієвому виробництві, наближається до межі своїх можливостей в умовах зростаючого попиту на більш швидке опрацювання і менші за розміром електронні пристрої, графен міг би стати йому чудовою заміною.
Читайте також: Учені створили космічний двигун розміром з долоню: для чого
Графеновий напівпровідник, створений у Технологічному інституті Джорджії, сумісний із “традиційними методами обробки мікроелектроніки”.
Професор Де Гір та його колеги нарощували шари графена на пластинах карбіду кремнію під високою температурою. У результаті утворився епітаксіальний графен — так називається той шар графена, який прилип до шару карбіду кремнію.
Провівши низку тестів, дослідники довели, що епітаксіальний графен хімічно зв’язується з карбідом кремнію, демонструючи напівпровідникові характеристики. Вчені також використовували метод легування для перевірки провідності матеріалу. Їхні експерименти показали, що цей новий напівпровідниковий графен має рухливість електронів у 10 разів більшу, ніж кремній.
Читайте також: Вчені створили найпотужніший у світі гіперзвуковий двигун
Втім команда зіткнулася із серйозною проблемою, коли справа дійшла до налагодження функції пропускання, яка відповідає за вмикання та вимикання напівпровідників (завдяки цьому вмиканню та вимиканню формується двійковий код, який складається з 0 і 1, — ред.).
Річ у тім, що графен не має так званої “забороненої зони”, яка б давала змогу вмикатися і вимикатися в потрібні моменти, а не довільно. Але вченим вдалося розробити технологію, що дає змогу встановити таку зону. Тепер графеновий напівпровідник працює справно і цілком може замінити кремнієвий.
Ознайомтесь з іншими важливими матеріалами:
Український розробник представив застосунок для онлайн-чайових
В Україні запрацював чат-бот для власників собак та котів: чим він корисний
Вчені розробляють технологію телепортації даних за допомогою світла
