Napravljeni prvi funkcionalni grafenski čipovi, potencijalno terahercne brzine

Istraživači sa Georgia Tech univerziteta u Atlanti objavili su da je razvijen prvi funkcionalni primerak poluprovodnika baziranog na grafenu. Ovaj proboj i grafenski čipovi obećavaju pravu revoluciju u domenu elektronike i znatno veće brzine pogotovo u domenu računara.

Kako prenosi Spectrum, istraživanje koje je vodio Valt de Her, profesor fizike na ovom univerzitetu, publikovano je 3. januara, a fokusira se na upotrebu epitaksijalnog grafena, kristalne strukture ugljenika vezane hemijskom vezom u silicijum karbid (SiC). Novi materijal, nazvan poluprovodni epitaksijalni grafen (semiconducting epitaxial graphene, SEC) ili kraće epigrafen karakteriše veća mobilnost elektrona u odnosu na tradicionalni silicijum, usled znatno manjeg otpora. Rezultat ovoga je da bi tranzistori bazirani na epigrafenu mogli raditi na brzinama u rangu teraherca, što je značajna razlika u odnosu na trenutno dostupne brzine u realnim proizvodima.

Grafenski čipovi postaju poluprovodnici zagrevanjem u vakuumu

De Her je objasnio da je tehnika dobijanja ovog materijala jednostavna i poznata već 50 godina, a svodi se na zagrevanje SiC na preko 1,000 °C, pri čemu silicijum isparava sa površine, a ugljenik formira grafen. Iako je još od 2008. godine poznato da je moguće naterati grafen da se ponaša kao poluprovodnik, zagrevanjem u vakumu sa SiC, metoda koju je razvio De Her je ključna za dobijanje konzistentnih rezultata i velike mobilnosti elektrona.

Poluprovodnici su esencijalna komponenta svih modernih elektronskih uređaja i istovremeno imaju karakteristike i provodnika i izolatora. Silicijum, na kome se i bazira većina aktuelnih tehnologija polako dostiže svoje limite u pogledu brzine, minijaturizacije i zagrevanja, pa je neophodna alternativa koja bi omogućila dalji razvoj u tempu na koji smo navikli.

Grafen deluje kao najbolji kandidat, ali istraživači ističu i njegov potencijal za kvantno računarstvo, usled činjenice da kada se ovaj materijal koristi na niskim temperaturama, njegovi elektroni pokazuju talasna kvantno-mehanička svojstva poput svetla. Ova svojstva, koja nisu dostupna u silicijumu, otvaraju mogućnosti za potpuno novi pristup u elektronici.

Georgia Tech istraživački tim doduše smatra da njihovo otkriće neće biti primenjeno u trenutnom obliku i nastavljaju sa eksperimentisanjem sa materijalima poput bor nitrida, kako bi se materijal zaštitio i povećala kompatibilnost sa konvencionalnim proizvodnim linijama za poluprovodnike. De Har navodi da će razvoj zahtevati vreme, a da je količina rada koji se u njega uloži ključna za brži implementaciju, očigledno aludirajući na podršku industrije.