Το επίτευγμα, όπως αναφέρεται, ανοίγει την πόρτα σε μια πιθανή επανάσταση στην πληροφορική, εισάγοντας έναν νέο τύπο υπολογιστή με βελτιωμένη ταχύτητα και αποτελεσματικότητα σε σύγκριση με την τρέχουσα τεχνολογία τσιπ πυριτίου.

Τα τσιπ ημιαγωγών αναδύονται όλο και περισσότερο ως άξονες της παγκόσμιας οικονομίας και περιγράφονται ως το «νέο πετρέλαιο» της εποχής της τεχνολογίας. Η υπολογιστική ισχύς στην οποία έχουν πρόσβαση μέσω μικροτσίπ, από κέντρα δεδομένων έως έξυπνα τηλέφωνα, απαιτείται για όλους τους τομείς της οικονομίας.

«Ο Walter de Heer, καθηγητής φυσικής στο Georgia Tech, ηγήθηκε μιας ομάδας ερευνητών με έδρα την Ατλάντα της Τζόρτζια και την Τιαντζίν της Κίνας, για την παραγωγή ενός ημιαγωγού γραφενίου που είναι συμβατός με τις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας μικροηλεκτρονικής – μια αναγκαιότητα για οποιαδήποτε βιώσιμη εναλλακτική λύση στο πυρίτιο», ανέφερε επίσημη ανακοίνωση του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια.

Προκλήσεις στην ανάπτυξη ημιαγωγών γραφενίου

Το γραφένιο, που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων άνθρακα, διαθέτει αξιοσημείωτη αντοχή που ξεπερνά εκείνη του χάλυβα σε συγκρίσιμο πάχος. Είναι ένας εξαιρετικός ηλεκτρικός αγωγός και παρουσιάζει υψηλή αντοχή στη θερμότητα και τα οξέα.

Παρά τα πλεονεκτήματα αυτά, οι επιστήμονες αγωνίζονται να αναπτύξουν έναν λειτουργικό ημιαγωγό γραφενίου που μπορεί να ελεγχθεί για τη διεξαγωγή ή την μόνωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά βούληση, ένα κρίσιμο στοιχείο για τη δημιουργία των τσιπ των υπολογιστών.

Το κύριο εμπόδιο ήταν η απουσία ενός χάσματος ζώνης (bandgap) – ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό στους ημιαγωγούς που επιτρέπει την ελεγχόμενη ροή ηλεκτρονίων.

Το γραφένιο είχε δείξει πολλά υποσχόμενο ως ημιαγωγός σε μικρή κλίμακα σε προηγούμενη έρευνα, αλλά η αναβάθμιση σε πρακτικά μεγέθη τσιπ υπολογιστών αποδείχθηκε δύσκολη.

Ωστόσο, η πρόσφατη εργασία με επικεφαλής τον Walter de Heer και την ομάδα του στο Georgia Tech στην Ατλάντα σηματοδότησε μια σημαντική ανακάλυψη.

Πώς κατασκευάστηκαν οι ημιαγωγοί γραφενίου;
Χρησιμοποιώντας πολύ λεπτό καρβιδίο του πυριτίου, το οποίο θερμαίνεται για να εξατμιστεί το πυρίτιο πριν από τον άνθρακα, οι ερευνητές με επικεφαλής τον Walter de Heer και την ομάδα του στο Georgia Tech στην Ατλάντα δημιούργησαν με επιτυχία γραφένιο με ένα κενό ζώνης.

Έδειξαν ακόμη και ένα λειτουργικό τρανζίστορ – ένα θεμελιώδες εξάρτημα που λειτουργεί ως διακόπτης on/off για τη ροή του ρεύματος.

Η διαδικασία που χρησιμοποιείται για αυτή την ανακάλυψη μοιράζεται ομοιότητες με τις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τσιπ πυριτίου, καθιστώντας πιο εφικτή την αύξηση της παραγωγής.

«Το γεγονός ότι χρησιμοποιούν πολύ λεπτά κομμάτια (καρβιδίου του πυριτίου) είναι σημαντικό επειδή είναι πραγματικά επεκτάσιμο», δήλωσε ο David Carey στο Πανεπιστήμιο του Surrey στο Ηνωμένο Βασίλειο, σύμφωνα με τη δημοσίευση The Scientist. “Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όλη την τεχνολογία με την οποία ολόκληρη η βιομηχανία ημιαγωγών είναι άνετη, για να κλιμακώσετε αυτή τη διαδικασία”.

Η ανακάλυψη είναι σημαντική, καθώς έρχεται σε μια εποχή που το πυρίτιο, το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται σχεδόν όλα τα σύγχρονα ηλεκτρονικά, φτάνει στα όριά του ενόψει των όλο και πιο γρήγορων υπολογιστών και των μικρότερων ηλεκτρονικών συσκευών.

(photo: pixabay)