Forscher aus China und den USA haben im Bereich der Halbleitermaterialien einen Durchbruch erzielt, indem sie einen neuen Typ stabilen Halbleiters Graphen geschaffen haben, der eine deutlich bessere Leistung bietet als Silizium und andere zweidimensionale Halbleiter. Dieser Erfolg wird als Sprung von Siliziumchips zu Kohlenstoffchips beschrieben.
Graphen, das erste stabile zweidimensionale Material, das 2004 entdeckt wurde, stand seit seiner Entdeckung im Fokus der Wissenschaftler aufgrund seines Potenzials zur Erzeugung energieeffizienterer und schnellerer Chips. Allerdings hat seine „null Bandlücke“-Eigenschaft seine Anwendung im Halbleiterbereich bisher erschwert.
Durch eine präzise Kontrolle des epitaktischen Wachstumsprozesses von Graphen waren die Forscher in der Lage, eine Bandlücke in das Material einzuführen und es in einen echten Ein-Kristall-Graphenhalbleiter zu verwandeln. Die Leistungsfähigkeit dieses Halbleiters übertrifft die von Silizium um das Zehnfache und ist 20-mal größer als bei anderen zweidimensionalen Halbleitern.
Dieser Durchbruch ebnet den Weg für leistungsstarke elektronische Geräte, die herkömmliche siliziumbasierte Technologien übertreffen. Die Eigenschaften des Halbleiters Graphen stimmen mit der zunehmenden Nachfrage nach höheren Rechengeschwindigkeiten und miniaturisierten integrierten elektronischen Geräten überein.
Obwohl die Entwicklung dieses Halbleiters ein bedeutender Schritt hin zum Übergang vom Silizium- zum Kohlenstoffzeitalter ist, erfordert seine weit verbreitete Nutzung noch weitere Tests und Industrialisierung. Die Forscher schätzen, dass es weitere 10 bis 15 Jahre dauern kann, bis Graphen-Halbleiter vollständig implementiert werden können.
Trotz des zunehmenden Wettbewerbs und der Exportkontrollmaßnahmen für Chips ist die Zusammenarbeit zwischen den chinesischen und amerikanischen Teams weiterhin fruchtbar. Die Forscher betonen jedoch die Bedeutung eines gesunden Wettbewerbs und einer Zusammenarbeit zur Förderung der technologischen Entwicklung.
Zusammenfassend lässt die Schaffung dieses neuen Typs von Graphen-Halbleitern uns eine höhere Leistungsfähigkeit elektronischer Geräte näherkommen und markiert eine grundlegende Veränderung im Bereich der Elektronik. Obwohl noch Arbeit zu erledigen ist, bevor seine weit verbreitete Nutzung erfolgt, ist das Potenzial von Graphen-Halbleitern eine aufregende Entwicklung für die Halbleiterindustrie.
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