اكتشف باحثو جورجيا للتكنولوجيا تقدماً تاريخياً من خلال إنشاء نصف موصل عملي مصنوع من الجرافين. يتوافق هذا الجرافين البلوري المكثف مع أساليب معالجة المايكروالكترونيات التقليدية، مما يجعله بديلاً قابلاً للتطبيق بدلاً من السيليكون. ويتمتع المادة أيضًا بفجوة فرق الطاقة المناسبة لتطبيقات الإلكترونيات وتظهر إمكانيات مستقبلية لأجهزة الحوسبة الكمومية.
على مدى سنوات، كان الحفاظ على قانون مور اللازم على قيد الحياة تحديًا لهواة التكنولوجيا، حيث يقترب السيليكون من حدوده. فعلى الرغم من تصفية الجرافين كمادة عجيبة منذ اكتشافها في عام 2004، لم يتم تحقيق اختراقات تكنولوجية كبيرة حتى الآن. ومع ذلك، قد يكون الباحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا قد وجدوا المفتاح مع الجرافين البلوري المكثف المرتبط بكربيد السيليكون.
وبقيادة الدكتور والتر دي هير، قام فريق من الباحثين مقره في أتلانتا وتيانجين، الصين، بالعمل على الجرافين ثنائي الأبعاد منذ أوائل العقد 2000. كان هدفهم هو إدخال ثلاث خصائص خاصة للجرافين في الإلكترونيات: قوة، القدرة على التعامل مع تيارات كبيرة دون تسخين وفجوة فرق الطاقة المناسبة للتشغيل والإيقاف.
جاء الاختراق عندما نجح الفريق في زراعة الجرافين على لوحات كربيد السيليكون باستخدام أفران متخصصة، مما أدى إلى تكوين الجرافين البلوري المرتبط بكربيد السيليكون. استغرق تحقيق هذه المادة عشر سنوات لكي يتم تعديلها، والتي يظهر الآن أنها تتمتع بحركية أعلى بعشر مرات من السيليكون. بعبارة أخرى، تتحرك الكتروناتها مع مقاومة منخفضة جدًا، مما يسمح بسرعة أعلى في عمليات الحوسبة.
يقارن الدكتور دي هير حركة الإلكترونات في مادته الجرافينية النصف موصلة المكثفة المعدلة بالقيادة على طريق سريع مقارنةً بالطريق الوعر. فهي أكثر كفاءة، وتولد حرارة أقل، وتسمح بسرعات أعلى. يزعم الباحثون أن نصف موصلهم القائم على الجرافين يفوق نصف الموصلات ثنائية الأبعاد الأخرى قيد التطوير، ويمكن أن يكون له تأثير كبير على صناعة التكنولوجيا.
يشكل هذا الاختراق “لحظة الإخوة رايت” في مواد النصف الموصلة، وفقًا للدكتور دي هير. علاوة على ذلك، توافق المادة مع الخصائص الميكانيكية الكمية للأمواج الإلكترونية يفتح فرصًا مثيرة للتقدم في مجال الحوسبة الكمومية.
في الختام، حقق باحثو جورجيا للتكنولوجيا إنجازًا هامًا من خلال تطوير نصف موصل قائم على الجرافين عالي الحركية. مع توافقها مع أساليب المعالجة التقليدية وإمكانياتها في الحوسبة الكمومية، يمكن أن تحدث هذه المادة الاختراق في صناعة الإلكترونيات.
The source of the article is from the blog elblog.pl