Мировая наука

Эра графеновой электроники

20.02.2024

918


Исследователи Технологического института Джорджии с партнерами из Тяньцзиньского международного центра наночастиц и наносистем при Тяньцзиньском университете в Китае создали первый в мире функциональный полупроводник, изготовленный из графена — единого листа атомов углерода, удерживаемых вместе самыми прочными из известных связей. Этот прорыв открывает двери для нового способа создания электроники.

Ученые считают, что этот технологический прорыв позволит создавать электронные устройства со значительно меньшими размерами и более высокой скоростью проводимых операций, в том числе в квантовых вычислениях.

Графеновая технология важна, так как использование кремния в электронной промышленности достигает своего физического предела и уже не может удовлетворить растущие скорости и технологические задачи современной электроники.

Долгое время препятствием в использовании графена в электронике служило отсутствие так называемой «зарпещенной зоны». Запрещённая зона — это материал, который можно включать и выключать при приложении к нему электрического поля, именно так работают все транзисторы и кремниевая электроника. Главный вопрос в исследованиях графеновой электроники заключался в том, как его включать и выключать, чтобы он мог работать как кремний.

Для решения этой задачи исследователи применили «метод допинга» - поместив в графен атомы, которые «отдают» электроны системе. Это не только не изменило свойства исходного материала, но и позволило получить полупроводниковый графен, имеющий большую подвижность, чем кремний.
Продукт команды на данный момент является единственным двумерным полупроводником, который обладает всеми необходимыми свойствами для использования в наноэлектронике, а его электрические свойства намного превосходят любые другие двумерные полупроводники, находящиеся в настоящее время в разработке.

Материал сохраняет особые свойства графена: это чрезвычайно прочный материал, который может выдерживать очень большие токи, не нагреваясь и не разрушаясь. Эпитаксиальный графен может вызвать смену парадигмы в области электроники и создать совершенно новые технологии, использующие его уникальные свойства. Кроме того, материал позволяет использовать квантово-механические волновые свойства электронов, что является требованием для квантовых вычислений.


DOI: 10.1038/s41586-023-06811-0

«« | »»
Последние новости