fbTrack

Nowe technologie

Przyszłość komputerów jest czarna

Dzięki grafenowi można będzie zrobić urządzenia elastyczne i przezroczyste
NATURE
Nadchodzi rewolucja w elektronice. Układy nowej generacji będą wykorzystywać grafen - niezwykłą formę węgla, a nie krzem - sądzą naukowcy
Co złego jest w krzemie, że inżynierowie z takim zapałem poszukują jego zamiennika? Kupując nowy komputer czy komórkę, jesteśmy przekonani, że generalnie będzie on szybszy, mniejszy i bardziej energooszczędny. Wiadomo – miniaturyzacja.
Ale zmniejszać elektroniki nie można bez końca. Jeżeli obecne tempo rozwoju technologii się utrzyma, ok. 2020 roku krzemowych układów nie da się już dalej miniaturyzować. Krzem straci właściwości, które dziś sprawiają, że jest najchętniej wykorzystywanym materiałem w elektronice. [srodtytul]Mała różnica, duży efekt[/srodtytul]
Co wtedy? Jako potencjalnego sukcesora coraz częściej wymienia się grafen – płaską (o grubości jednego atomu) formę węgla o doskonałych właściwościach elektrycznych. Grafen został odkryty zaledwie w roku 2004 (choć gdy piszemy ołówkiem na kartce, pozostawiamy m.in. właśnie grafen), ale od tego czasu w wielu laboratoriach prowadzone są prace nad wykorzystaniem go w mikroelektronice. Informacje o przełomie w badaniach nad grafenem przynosi najnowsze wydanie magazynu "Science". Specjaliści z Uniwersytetu Manchesteru pod kierunkiem dr. Konstantina Novoselova donoszą, że przez prostą manipulację chemiczną z grafenu – doskonałego przewodnika, można zrobić grafen – doskonały izolator. I wszystkie etapy pośrednie między nimi. Dr Novoselov, obok prof. Andre Geima i naukowców z rosyjskiego Instytutu Mikroelektroniki, należy do grona odkrywców grafenu. W praktyce oznacza to, że z tego samego materiału można wykonać cały tranzystor, a w efekcie otrzymać gotowy układ elektroniczny. – Dziś przemysł półprzewodników wykorzystuje niemal całą tablicę okresową pierwiastków – mówi dr Novoselov. – Co by było, gdyby jeden materiał pokrywał całe zapotrzebowanie mikroelektroniki? W eksperymencie opisywanym przez "Science" naukowcy dołączyli do płaskiego grafenu atomy wodoru. Proces jest dość skomplikowany – wymaga poddania węgla działaniu wodoru w specjalnych warunkach przez co najmniej dwie godziny. W efekcie otrzymujemy za to nowy materiał nieprzewodzący – nazywany grafanem. – W urządzeniach elektronicznych tranzystory – przełączniki dla sygnałów elektrycznych – powinny przejawiać dużą różnicę między stanem zamkniętym i otwartym – tłumaczy Alex Savchenko z Uniwersytetu Exeter. Grafenu dotąd nie udało się do tego "namówić". – A tu mamy prosty sposób na zrobienie z niego przewodnika lub izolatora. [srodtytul]Nowy świat elektroniki[/srodtytul] Zaledwie przed dwoma tygodniami naukowcy poinformowali o pokonaniu innej przeszkody związanej z grafenem. Chodzi o koszty produkcji. Do niedawna najlepszą metodą było pracochłonne ścinanie warstw grafitu. Otrzymywane kawałki o średnicy ludzkiego włosa kosztowały po kilkaset dolarów. Jednak Koreańczycy z Uniwersytetu Sungkyunkwan opracowali metodę pozwalającą tanio wyprodukować fragmenty o powierzchni nawet 1 cm kw. ("Rz" [link=http://www.rp.pl/artykul/62956,248446_Elastyczna_elektronika_.html]pisała[/link] o tym 15 stycznia). Odpowiednio przygotowując takie "plastry" grafenu, można będzie stworzyć niezwykle małe elementy elektroniczne. Mogą one posłużyć np. do stworzenia przezroczystych ekranów, elastycznych komputerów (grafen jest bardzo wytrzymały) czy wreszcie czujników chemicznych grubości jednego atomu. [ramka]Najcieńszy materiał przewodzący prąd elektryczny Pojedyncza warstwa atomów węgla tworzących płatek grafenu jest niezwykle wytrzymała, a jednocześnie świetnie przewodzi prąd.Poddanie takiej warstwy działaniu wodoru sprawia, że staje się ona izolatorem. Wykorzystanie obu rodzajów grafenu (ten z wodorem nazywany jest grafanem) umożliwi zbudowanie wydajniejszych komputerów – wyłącznie z węgla[/ramka]
Źródło: Rzeczpospolita

REDAKCJA POLECA

NAJNOWSZE Z RP.PL