Najcieńszy materiał świata szansą dla elektroniki

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: Jednym z bardziej obiecujących nowych materiałów, które się ostatnio pojawiły, jest grafen - dwuwymiarowa warstwa atomów węgla, ułożonych w heksagonalną sieć. Wyjątkowa struktura elektroniczna grafenu powoduje niespotykane dotąd właściwości fizyczne, a prostota tego materiału oraz metod jego otrzymywania pobudzają wyobraźnię i zainteresowanie licznych badaczy na świecie. Elektrony zachowujące się jak relatywistyczne cząstki o zerowej masie spoczynkowej powodują, że z grafenem wiązane są nadzieje na ciekawą nową fizykę w ciele stałym z jednej strony, oraz na nowe 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.

grafen tranzystor balistyczny University of Manchester Andre Geim Kostya Novoselov