Znajdź zawartość

Brytyjscy naukowcy z University of Manchester stworzyli najmniejszy tranzystor na świecie. Do jego zbudowania wykorzystali grafen. Tranzystor jest wspólnym dziełem doktora Kostyi Novoselova i profesora Andre Geima, jednego z wynalazców grafenu. To kolejny wynalazek tej dwójki. Tym razem ich tranzystor ma grubość 1 atomu i szerokość 10. Obecnie wciąż udaje się zmniejszyć rozmiary podzespołów elektronicznych budowanych z tradycyjnych materiałów, jednak wiadomo, że taka sytuacja nie będzie trwała bez końca. Głównym problemem jest stabilność materiałów, jeśli wytworzone z nich elementy są mniejsze niż 10 nanometrów (przypomnijmy, że nanometr to 1/1000000 milimetra, a grubość ludzkiego włosa to około 100 000 nanometrów). Obecnie wykorzystywane półprzewodniki tracą przy takiej skali stabilność i zaczynają przemieszczać się po powierzchni w sposób niekontrolowany. Przypomina to ruch kropelek wody na rozgarznej blasze. Brytyjscy naukowcy udowodnili właśnie, że grafen pozostaje stabilny, gdy wytnie się z niego elementy o rozmiarach mniejszych niż 10 nanometrów. Ich tranzystor nie tylko ma szerokość 1 nanometra, ale działa w temperaturze pokojowej. To bardzo ważne, gdyż wcześniej uzyskiwano podobne tranzystory, ale mogły one pracować tylko w bardzo niskich temperaturach. Grafen, od czasu jego odkrycia przed trzema laty, wzbudza olbrzymie zainteresowanie i wiąże się z nim coraz większe nadzieje. Wszystko wskazuje na to, że będzie on materiałem przyszłości, który zastąpi krzem. Profesor Geim jest jednak ostrożny. Jest zbyt wcześnie by obiecywać, że w przyszłości grafen posłuży np. do budowy superkomputerów. W naszej pracy skupiliśmy się tylko na sprawdzeniu, czy istnieją szanse na to, że powstaną tak małe tranzystory. Niestety, obecnie nie dysponujemy technologią, która rzeczywiście pozwoliłaby nam tworzyć podzespoły z dokładnością co do jednego nanometra. Ale to problem, z którym zmaga się cała "pokrzemowa" elektronika przyszłości. Przynajmniej wiemy, że mamy materiał, który podoła temu zadaniu - mówi naukowiec.

Naukowcom udało się stworzyć najcieńszy materiał w historii, powłokę o grubości pojedynczego atomu. Wykorzystali ją do zbudowania najmniejszego na świecie tranzystora. W przyszłości może on posłużyć do skonstruowania superszybkich komputerów. Profesor Andre Geim i doktor Kostya Novoselov z University of Manchester opublikowali w magazynie Nano Materials artykuł, w którym opisują, jak zbudować tranzystor o grubości 1 atomu i szerokości mniej niż 50 atomów. Przed dwoma laty profesor Geim i jego zespół użył grafitu do stworzenia niezwykle interesującego materiału, który przez pół wieku znany był jedynie w teorii. Mowa tutaj o dwuwymiarowym krysztale, tak zwanym grafenie. Doktor Marcin Sadowski z LCMI CNRS w Grenoble tak opisuje grafen na stronie Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego: Jednymz bardziej obiecujących nowych materiałów, które się ostatnio pojawiły,jest grafen - dwuwymiarowa warstwa atomów węgla, ułożonych wheksagonalną sieć. Wyjątkowa struktura elektroniczna grafenu powodujeniespotykane dotąd właściwości fizyczne, a prostota tego materiału orazmetod jego otrzymywania pobudzają wyobraźnię i zainteresowanie licznychbadaczy na świecie. Elektrony zachowujące się jak relatywistycznecząstki o zerowej masie spoczynkowej powodują, że z grafenem wiązane sąnadzieje na ciekawą nową fizykę w ciele stałym z jednej strony, oraz nanowe zastosowania - w elektronice i nie tylko - z drugiej. Stworzenie grafenu pozwala na zbudowanie tzw. tranzystora balistycznego. W tego typu tranzystorach elektrony podróżują wyjątkowo szybko, gdyż nie napotykają żadnych przeszkód. Ponadto potrzebują bardzo mało energii, a co za tym idzie, wydzielają wyjątkowo mało ciepła. Wynalazcy grafenu stworzyli taki procesor, jednak był on całkowicie niepraktyczny. Obecnie, dzięki stworzeniu materiału o grubości jednego atomu udało się zbudować działający grafenowy tranzystor. Co prawda profesor Geim uważa, że w praktyce technologia ta nie zostanie zastosowana przed 2025 rokiem, ale jego zdaniem, jest ona jedynym ratunkiem dla elektroniki w chwili, gdy fizyczne właściwości krzemu nie pozwolą na dalszą miniaturyzację.