요약: 연구진은 석탄을 첨단 전자기기에 사용될 수 있는 고순도 재료로 성공적으로 변환했습니다. 이 혁신은 석탄의 경제 및 기술적 응용 분야를 크게 변화시키는 뿐만 아니라 부정적인 환경 영향에 대한 잠재적인 해결책을 제시합니다.
일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스(University of Illinois Urbana-Champaign)는 미국 국립에너지기술연구소(National Energy Technology Laboratory), 오크 리지 국립 연구소(Oak Ridge National Laboratory) 및 대만 반도체 제조업체(TSMC)와의 협력으로, 석탄이 다음 세대 전자기기 개발에 핵심적인 역할을 할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 석탄을 몇 개의 원자만큼 두껍게 가공하여 고순도 재료로 만들면, 최소크기의 가장 효율적인 전자기기를 만들 수 있습니다.
이 과정은 석탄의 재를 “탄소 닷”이라고 알려진 나노 스케일 탄소 디스크로 변환하는 것을 포함합니다. 이러한 탄소 닷은 이후에 2차원 트랜지스터와 메모리스터, 고급 전자기기의 중요한 구성 요소인 원자 단위로 얇게 막을 형성하는 데 사용될 수 있습니다. 이 연구 결과는 통신 공학 저널에 게재되었습니다.
더 작고, 더 빠르며 더 효율적인 전자기기를 위한 추구가 계속되는 가운데, 단 한 두 개의 원자로 이루어진 재료를 사용한 장치의 개발은 궁극적인 목표입니다. 석탄에서 유도된 탄소의 원자막은 매우 유망한 해결책으로 확인되었습니다. 이러한 탄소 막은 효과적인 절연체로 작용하며, 효율적인 작동 속도와 낮은 에너지 소비를 달성하기 위해 그래핀과 같은 반금속 또는 모릅덴 이황화물과 같은 반도체와 결합될 수 있습니다.
석탄 유도 탄소막은 에너지 누설을 일으키는 서로 다른 결정 영역 간 경계를 갖지 않는 다른 원자막 재료와 달리 독특한 장점이 있습니다. 또한, 메모리스터에서 전도성 필라멘트를 국한하는 원자 크기의 링을 가지고 있어 데이터 저장 믿음성과 신뢰성을 향상시킵니다.
컨셉 증명 장치가 개발되었으나, 다음 단계는 이러한 2차원 장치를 대규모로 생산할 수 있는 확장성을 입증하는 것입니다. TSMC와 같은 협력사의 관심을 상징하는 반도체 산업은 이러한 장치의 잠재력을 인식하고 더 많은 발전을 기다리고 있습니다.
결론적으로, 석탄을 다음 세대 전자기기의 고기술 재료 생산에 사용함으로써 석탄의 경제적 재탄생을 약속하면서 환경 문제에 대처할 수 있는 유망한 방안을 제시합니다. 풍부한 자원인 석탄을 재활용함으로써 석탄은 전자기기 산업을 더 작고, 더 빠르고, 더 효율적인 방향으로 발전시키는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
The source of the article is from the blog newyorkpostgazette.com