Není tajemstvím, že křemík v elektronice mele z posledního, tedy pokud jde o možnosti zmenšování křemíkových komponent. Vývoj v tomto směru narazil na fyzikální limity a výrobci elektroniky intenzivně hledají nové materiály, s nimiž by bylo možné vyrábět elektroniku nového druhu.
Odborníci amerického Georgia Institute of Technology vsadili na populární grafen, čili 2D materiál tvořený atomy uhlíku. Vyvinuli první funkční polovodič z grafenu, který otevírá dveře k nové, grafenové elektronice.
Walter de Heer a jeho kolegové přitom použili postupy, které jsou kompatibilní s tradiční výrobou mikroelektroniky.
De Heer a jeho tým dokázali překonat zásadní překážku, která po celá desetiletí brzdila výzkum a využití grafenu. Byla tak problematická, že podle mnohých byl grafen pro vývoj elektroniky nepoužitelný.
Jde o takzvaný zakázaný pás (Band gap), tedy oblast energií, v němž se nemůže nacházet žádný elektron daného materiálu což je klíčová elektronická charakteristika pro polovodiče. Grafen zakázaný pás až doposud neměl.
Nakonec se to povedlo, když de Heer a spol. vytvořili polovodivý epigrafen (SEG, Semiconducting epigraphene). Jde o to, že nechali „narůst“ grafen na substrátu z krystalu karbidu křemíku. Tento SEG grafen má zakázaný pás o šířce 0,6 eV (podobný má například germanium) a při pokojové teplotě vykazuje mobilitu elektronů (a děr), která je asi desetinásobná oproti křemíku a dvacetinásobná ve srovnání s jinými 2D polovodiči.
V praxi to znamená, že se v SEG grafenu elektrony pohybují s menším odporem, materiál se méně zahřívá a vše se děje rychleji než v křemíkové elektronice.
Jde o zásadní průlom, tektonickou změnu v elektronice, která by mohla vést k úplně novým technologiím. Grafen má spoustu zajímavých vlastností, počínaje tím, že je velmi odolný. Na své by si přišli i tvůrci kvantových počítačů. Podle de Heera jsme možná na začátku nové etapy vývoje elektroniky.
Video: Georgia Tech Researchers Create First Functional Graphene Semiconductor
Literatura
Diskuze:
