Podsumowanie: Naukowcy z powodzeniem przekształcili węgiel w wysokoczyste materiały, które mogą być wykorzystane w innowacyjnych urządzeniach elektronicznych. Ten przełom nie tylko stanowi istotną zmianę w ekonomicznych i technologicznych zastosowaniach węgla, ale także stanowi potencjalne rozwiązanie dla jego negatywnego wpływu na środowisko.
Uniwersytet Illinois Urbana-Champaign, we współpracy z Narodowym Laboratorium Energetyki Technologicznej, Narodowym Laboratorium Oak Ridge i Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), odkrył, że węgiel może odgrywać kluczową rolę w rozwoju urządzeń elektronicznych nowej generacji. Poprzez przetworzenie węgla w wysokoczyste materiały o grubości zaledwie kilku atomów, możliwe jest stworzenie niektórych z najmniejszych i najbardziej wydajnych urządzeń elektronicznych o doskonałej wydajności.
Proces polega na przekształceniu węgla drzewnego w nanoskalowe dyski węglowe zwane „plamami węglowymi”. Te plamy węglowe mogą być następnie połączone, tworząc atomowo cienkie membrany stosowane w dwuwymiarowych tranzystorach i memristorach, które są niezbędnymi komponentami zaawansowanej elektroniki. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Communications Engineering.
Podczas gdy dążenie do coraz mniejszych, szybszych i bardziej wydajnych urządzeń elektronicznych trwa, rozwój urządzeń wykorzystujących materiały o grubości tylko jednego lub dwóch atomów stanowi ostateczny cel. Stosując atomowo cienkie warstwy węgla pochodzącego z węgla, badacze zidentyfikowali obiecujące rozwiązanie. Te warstwy węgla działają jako efektywne izolatory i można je połączyć ze półmetalami, takimi jak grafen, lub półprzewodnikami, takimi jak dwusiarczek molibdenu, aby uzyskać szybsze prędkości działania i niższe zużycie energii.
Warstwy węgla pochodzącego z węgla mają wyraźne zalety w porównaniu do innych atomowo cienkich materiałów, ponieważ nie posiadają granic między różnymi obszarami krystalicznymi, które powodują wycieki energii. Dodatkowo, posiadają one pierścienie o atomowej wielkości, które ograniczają przewodzące filamenty w memristorach, co prowadzi do poprawy wierności i niezawodności przechowywania danych.
Podczas gdy urządzenia prototypowe zostały opracowane, następnym krokiem jest wykazanie skalowalności produkcji tych dwuwymiarowych urządzeń na większą skalę. Przemysł półprzewodnikowy, epitomizowany przez zainteresowanie współpracowników, takich jak TSMC, dostrzega potencjał tych urządzeń i oczekuje dalszego postępu.
Podsumowując, wykorzystanie węgla w produkcji wysokoczystych materiałów do elektroniki nowej generacji oferuje obiecującą ścieżkę dla ekonomicznej odnowy węgla, jednocześnie rozwiązując problemy związane z ochroną środowiska. Poprzez ponowne wykorzystanie tego obfitego zasobu, węgiel może odegrać znaczącą rolę w rozwoju branży elektronicznej w kierunku coraz mniejszych, szybszych i bardziej energooszczędnych urządzeń.
The source of the article is from the blog queerfeed.com.br