Дослідники з Грузинського технологічного інституту здійснили значний прорив, створивши перший у світі функціональний напівпровідник з графену. Цей розвиток має вагомі наслідки для електронної промисловості та квантового обчислення.
Графен, двовимірна форма кристалічного вуглецю, складається з одного шару вуглецевих атомів, розташованих у медовидній решітці. У відмінності від традиційних напівпровідників, де атоми з’єднується слабкими іонними зв’язками, у графену між атомами вуглецю міцні ковалентні зв’язки.
Протягом багатьох років вчені вважали, що графен не може функціонувати як напівпровідник через відсутність «забороненої зони», важливої електронної властивості, яка дозволяє напівпровідникам перемикати вкл./викл. Однак, останні дослідження показали, що графен має заборонену зону, що робить його життєздатним альтернативою кремнію для створення напівпровідників.
Під керівництвом професора Вальтера де Гіра команда з Грузинського технологічного інституту почала вивчати вуглецеві матеріали як потенційні напівпровідники та почала працювати над двовимірним графеном у 2001 році. Протягом десятиліть експериментів вони успішно вирощували епітаксіальний графен на карбіді кремнію, хімічно з’єднуючи два матеріали і створюючи функціональний напівпровідник.
Графеновий напівпровідник має кілька переваг перед кремнієм. Він в десять разів рухливіший, що означає, що електрони можуть рухатись з мінімальним опором, що призводить до швидшого обчислення. Крім того, він ефективніший, видає менше тепла і дозволяє вищі швидкості переміщення електронів.
Крім того, епітаксіальний графен має унікальні електричні властивості, які перевищують інші двовимірні напівпровідники, завдяки чому він ідеально підходить для наноелектроніки. Його потенційні застосування в квантовому обчисленні особливо перспективні, оскільки воно може революціонізувати цю галузь завдяки своїм винятковим властивостям.
Цей прорив аналогічний переходу від вакуумних ламп до кремнію у промисловості напівпровідників. Вчені уявляють майбутнє, де графенові напівпровідники можуть мати перетворюючий вплив на електроніку та квантове обчислення, забезпечуючи небачену потужність обробки.
Так само, як авіаперший Врахта братів Райт змінила світ, розвиток функціонального графенового напівпровідника має потенціал змінити ландшафт технологій, які ми знаємо. Подальші дослідження та інновації в цій галузі, безперечно, спонукатимуть до створення нових технологій і відкриватимуть нову еру обчислювальної сфери.
The source of the article is from the blog rugbynews.at