Oamenii de știință au făcut o descoperire semnificativă prin crearea primului semiconductor funcțional pe bază de grafen, care ar putea duce la cipuri mai puternice pentru viitoarele computere.
Grafenul, un material compus dintr-un singur strat de atomi de carbon dispus într-o structură hexagonală, are proprietăți extraordinare, cum ar fi flexibilitatea, ușurința și rezistența mecanică ridicată. O caracteristică esențială a grafenului este lipsa unei benzi interzise, ceea ce permite electronilor să se miște liber.
Acest lucru îl face un candidat ideal pentru utilizarea în electronică, în special pentru tranzistori și semiconductori. Semiconductorii sunt materiale vitale în industria electronică, deoarece pot modula conductivitatea electrică în diferite condiții. În prezent, majoritatea semiconductorilor sunt fabricați din siliciu.
Cu toate acestea, grafenul, cu conductivitatea sa electrică excepțională și mobilitatea ridicată a electronilor, oferă o alternativă promițătoare.
O echipă de cercetători a dezvoltat recent un semiconductor pe bază de grafene care are o mobilitate electronică mai mare în comparație cu siliciul, ceea ce înseamnă că electronii se pot deplasa cu mai puțină rezistență.
Această descoperire deschide calea pentru ca tranzistoarele realizate din acest material să funcționeze la frecvențe de terahertzi și să fie de zece ori mai rapide decât tranzistoarele actuale pe bază de siliciu.
Una dintre provocările legate de utilizarea grafenului în electronică a fost absența benzii interzise necesare pentru a controla fluxul de electroni. Cu toate acestea, cercetătorii au depășit acest obstacol prin combinarea grafenului cu carbură de siliciu, creând un semiconductor funcțional din grafen cu bandă interzisă.
Acest semiconductor poate fi, de asemenea, ușor de integrat în procesele de fabricație existente. Pe lângă transformarea cipurilor electronice tradiționale, semiconductorii pe bază de grafen sunt promițători și pentru calculul cuantic, care utilizează proprietățile cuantice ale particulelor precum electronii pentru calcule.
Calculatoarele cuantice utilizează în prezent materiale supraconductoare la temperaturi extrem de scăzute. Cu ajutorul grafenului, proprietățile cuantice ale electronilor ar putea fi, de asemenea, exploatate la temperaturi foarte scăzute.
Cu toate acestea, rămâne o întrebare deschisă dacă semiconductorii pe bază de grafene pot depăși performanțele tehnologiilor actuale de calcul cuantic, în special cele supraconductoare. Studiul care detaliază această descoperire a fost publicat în revista Nature.
