Vědci překonali bariéru křemíku
Křemíkové tranzistory v dohledné době narazí na hranice, za které již nebude možno dále zmenšovat. Vědci z univerzity v Manchesteru našli za křemík náhradu.
Profesor André Geim a Dr. Kostja Novoselov vymysleli způsob, jak stavět tranzistory tenké pouze jako jedna vrstva atomů a široké několik desítek částic. Materiál, který by se k tomu dal použít, se jmenuje "grafen" (graphene). Krystalová mřížka grafenu vypadá jako jedna vrstva prachsprosté tuhy neboli grafitu (viz obrázek níže), z chemického hlediska je to plochá molekula složená z mnoha kondenzovaných benzenových jader. Například uhlíkové nanotrubice jsou také z grafenu.
Tečkovaně jsou vyznačeny Van der Vaalsovy síly, které se snadno přeruší a proto tuha zůstává na papíře
První tranzistory, které se vědci pokoušeli z tohoto materiálu vyrobit, trpěly příliš vysokými úniky proudu a byly tudíž jako náhrada křemíku v mikročipech nepoužitelné. Tým profesora Geima však tento problém vyřešil a dokázal, že grafen může zůstat stabilní a vodivý i při tloušťce několika nanometrů, možná i jako jediná molekula. Klasické materiály, křemík nevyjímaje, se oxidují, rozkládají a stávají se nestabilními už při mnohonásobně vyšších tloušťkách. Prototypy grafenových tranzistorů, které vědci vytvořili, jsou schopné pracovat při pokojových teplotách a vykazují vysokou rychlost.
Prototyp grafenového tranzistoru
Vytvoření tranzistoru o tloušťce jedné vrstvy atomů je zatím nemožné, jednoduše proto, že žádná dnešní technologie, včetně nožů od Horsta Fuchse, není schopna materiál na takto tenké plátky rozřezat. Jak přiznává doktor Leonid Ponomarenko, vytvořit zmíněné několikananometrové vrstvy již bylo poměrně složité. "Některé byly moc tlusté a nefungovaly tak, jak měly, jiné byly zase moc tenké a zlomily se", říká. Ohledně budoucnosti grafenových tranzistorů je ale optimistou. Technologie má před sebou ještě dlouhý vývoj, stejně jako tranzistory z křemíku začínaly na milimetrech a dopracovaly se na velikost několika desítek nanometrů.
Profesor Geim se domnívá, že grafen je jedinou schůdnou náhradou za křemík. Čipy vyrobené z tohoto materiálu se ale neobjeví dříve než v roce 2025.
Zdroj: DailyTech
