Vedcom sa podarilo vytvoriť prvý funkčný grafénový polovodič, ktorý môže v budúcnosti vydláždiť cestu pre výrazne rýchlejšie čipy a kvantové počítače, uvádza nová štúdia. TASR informuje podľa správy servera Live Science.
Na výrobu tranzistorov sa používajú materiály zvané polovodiče, ktoré za istých podmienok dokážu meniť svoje vlastnosti z izolantov na vodiče a naopak. Pri správnej teplote a dodaní istého množstva energie umožňujú vedenie elektrónov.
Väčšina dnešných elektronických čipov využíva tranzistory vyrobené z kremíka, no tento materiál sa dostáva na hranicu svojich možností, uvádza Walt de Heer z Georgijského inštitútu technológie, hlavný autor štúdie zverejnenej minulý týždeň v časopise Nature. Limity, na ktoré kremík naráža, je maximálna rýchlosť prepínania medzi zapnutým (vodivým) a vypnutým (nevodivým) stavom tranzistoru, množstvo tepla vznikajúce elektrickým odporom a najmenšia možná veľkosť tranzistorov.
Vedci na tvorbu nového materiálu použili tzv. epitaxiálny grafén. Tento typ grafénu má atómy uhlíka usporiadané do šesťuholníkovej mriežky, jediná vrstva atómov uhlíka sa potom chemicky spojí s atómami karbidu kremíka a spoločne vytvoria materiál s desaťnásobne vyššou mobilitou elektrónov ako čistý kremík.
Vyššia mobilita elektrónov znamená, že materiál pri vedení elektrického prúdu kladie elektrónom menší odpor, čo znamená menšie zahrievanie sa materiálu, a tým aj menšie straty energie. Takýto materiál je preto schopný fungovať pri vyšších, rádovo teraherzových frekvenciách, ktoré desaťnásobne prevyšujú v súčasnosti používané tranzistory vyrábané z kremíka, dodáva štúdia.
Grafén však napriek svojim výhodným vlastnostiam v minulosti nikdy nebol využitý ako polovodič. Nemá totiž žiadne tzv. zakázané pásmo – čo je energetický rozdiel medzi valenčným a vodivostným pásmom tuhej látky, inými slovami to predstavuje minimálne množstvo energie potrebné na to, aby sa z izolantu stal vodič. Práve zakázané pásmo umožňuje, že sa tranzistor zapína a vypína a striedavo vedie a nevedie prúd. Grafén preto bolo potrebné upraviť, aby zakázané pásmo získal. V minulosti však tieto úpravy zhoršovali jeho ostatné vlastnosti.
Vedcom sa zhoršovaniu vlastností podarilo zabrániť pomocou špeciálnych pecí a cyklov zohrievania a ochladzovania pri tepelnom spracovaní materiálu. Atómy uhlíka po spojení s kremíkom „dotujú“ systém elektrónmi a spoločne vytvárajú polovodič so zakázaným pásmom.
Prechod z výroby čisto kremíkových polovodičov na kremíkovo-grafénové polovodiče je podľa de Heera pomerne ľahko uskutočniteľný a otvára dvere k výrobe kvantových počítačov.
„Elektróny v graféne majú, podobne ako svetlo, vlastnosti podobné vlnám z kvantovej mechaniky, ktoré možno využiť najmä pri extrémne nízkych teplotách,“ uvádza de Heer. Schopnosť materiálov viesť elektrinu a klásť pritom prechodu elektrónov nemerateľne malý odpor sa nazýva supravodivosť. Nevýhodou však je, že na vytvorenie supravodivosti sú v súčasnosti potrebné extrémne podmienky s teplotou blížiacou sa absolútnej nule.
De Heer dodáva, že grafénové polovodiče ešte len musia dokázať, že sú skutočne lepšie ako supravodivosť aktuálne využívaná v najpokročilejších kvantových počítačoch. A práve to chcú vedci zistiť v rámci ďalšieho výskumu.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Dáš 6 000 eur a narodí sa ti dokonalé dieťa. Americká firma spustila genetický softvér, ktorý pobúril svet
Nový koronavírus z Číny by mohol zabiť tretinu nakazených. Od globálnej krízy nás delí jediná vec
Hawking sa celý čas mýlil. Vedci zbúrali jeden z najväčších mýtov vesmíru
ZAUJÍMAVÉ Turbínový motor bol spoľahlivejší v aute než klasický. Prečo naň priemysel navždy zabudol?
Zabudni na klasický Elden Ring. Nightreign je najťažšia tímová výzva roka, ktorá niektorých sklame
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vedci objavili nový spôsob prevencie Alzheimera. Jednoduchá stimulácia obnovuje čistiaci systém mozgu
Máš v rodine „báčika“ a vieš, čo robí človek, keď „hamuje“? Otestuj sa a dokáž, že nie si „čamblavý“ (NÁREČOVÝ KVÍZ)
Slovensko príde o viac než milión € : Sme prvá krajina, ktorú EÚ potrestala za konflikt záujmov
Zdravotná poisťovňa rozposiela dôležité listy. Neignoruj to, môže ťa postihnúť mastná pokuta
Meteorológovia varujú aj pred výskytom supercelárnych búrok: Sobotné počasie potrápi tieto okresy
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zničí všetko, čo mu stojí v ceste. Rusi vypustili 24 000-tonové jadrové monštrum, ktoré ovládne Arktídu
- Úplne sa pomiatla. Umelá inteligencia povedala vedcom, že chce použiť jadrové zbrane
- Ukrajina našla novú zbraň proti ruským dronom. Geniálne „Cukríky“ rozdávajú všetkým vojakom
- Najlepší akčný film 2025 práve pribudol online aj s dabingom. Dá sa pozrieť úplne zadarmo
- Obrovský hit so Stallonem dostane nečakaného nástupcu. Uvidíš v ňom ďalšiu veľkú hviezdu
-
- Totálna nehoráznosť. Večný spojenec Ruska si z Ukrajiny spravil cvičisko rakiet a Západ nechápe
- Najlepší akčný film 2025 práve pribudol online aj s dabingom. Dá sa pozrieť úplne zadarmo
- Zničí všetko, čo mu stojí v ceste. Rusi vypustili 24 000-tonové jadrové monštrum, ktoré ovládne Arktídu
- Úplne sa pomiatla. Umelá inteligencia povedala vedcom, že chce použiť jadrové zbrane
- Takýto votrelec tu ešte nebol. Sci-fi monštrum nastoľuje peklo na Zemi, máme trailer
-
- Obrovský škandál na trhu. Automobilky klamú zákazníkov, predávajú „ojazdené“ autá špinavým trikom
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Spojenec Slovenska dostal ultimátnu zbraň. „Dračiemu ohňu“ neunikne ani jedna raketa, zasiahne aj mincu
- Totálna nehoráznosť. Večný spojenec Ruska si z Ukrajiny spravil cvičisko rakiet a Západ nechápe
- Slováci prestali kupovať drahé mobily. Tento smartfón za pár šupov kupujú viac než nový iPhone
Slovnaft zatvoril čistiareň pre cudzích. Štát sľubuje zákon a kontrolu
Alarm pre pyrotechnikov: Na východe Slovenska objavili muníciu z druhej svetovej vojny
Budeme v lete tankovať lacnejšie? Analytik vydal jasnú predikciu pre slovenských motoristov
Žltý kov opäť boduje. Zlato rastie, neistota medzi investormi takisto
Merz chce meniť pravidlá. Navrhuje výmenu áut bez ciel s USA
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vedci objavili nový spôsob prevencie Alzheimera. Jednoduchá stimulácia obnovuje čistiaci systém mozgu
Máš v rodine „báčika“ a vieš, čo robí človek, keď „hamuje“? Otestuj sa a dokáž, že nie si „čamblavý“ (NÁREČOVÝ KVÍZ)
Slovensko príde o viac než milión € : Sme prvá krajina, ktorú EÚ potrestala za konflikt záujmov
Zdravotná poisťovňa rozposiela dôležité listy. Neignoruj to, môže ťa postihnúť mastná pokuta
Meteorológovia varujú aj pred výskytom supercelárnych búrok: Sobotné počasie potrápi tieto okresy
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené