"У 10 разів ефективніше за кремній": створено напівпровідник із графену

Вчені з Технологічного інституту Джорджії заявили, що разом з китайськими колегами створили перший у світі функціональний напівпровідник із графену, в якому атоми вуглецю скріплені найміцнішими з відомих зв'язків.

Кремній, з якого зараз роблять більшість електроніки, досягає межі своїх можливостей в умовах дедалі швидших обчислень і менших за розміром електронних пристроїв.

Сам по собі графен не є напівпровідником. Щоб створити з нього такий пристрій, ученим знадобилося понад 10 років.

«Тепер у нас є надзвичайно міцний напівпровідник графен, мобільність якого в 10 разів перевищує мобільність кремнію, а також має унікальні властивості, недоступні кремнію», – каже професор фізики Уолтер де Хір.

Де Хір почав досліджувати матеріали на основі вуглецю як потенційні напівпровідники на початку своєї кар'єри, а потім переключився на 2D-графен. Тоді він знав, що графен має потенціал для електроніки.

«Нас мотивувала надія впровадити три особливі властивості графену в електроніку, – сказав він. – Це надзвичайно міцний матеріал, який може витримувати великі струми, не нагріваючись і не розвалюючись».

Прорив стався, коли вчений та його команда придумали, як вирощувати графен на пластинах карбіду кремнію за допомогою спеціальних печей. Вони створили епітаксійний графен, який є одним шаром, що росте на кристалічній грані карбіду кремнію. Команда виявила, що при правильному виготовленні епітаксійний графен хімічно зв'язувався з карбідом кремнію і починав виявляти напівпровідникові властивості.

Протягом наступного десятиліття вони продовжували удосконалювати матеріал у Технологічному інституті Джорджії, а потім у співпраці з колегами з Тяньцзіньського міжнародного центру наночастинок та наносистем при Тяньцзіньському університеті в Китаї. Де Хір заснував центр у 2014 році разом із Лей Ма, директором центру та співавтором наукової статті про новий напівпровідник.

До слова, минулого тижня адміністрація президента США Джо Байдена оголосила про виділення 162 мільйонів доларів на підтримку вітчизняного виробництва комп'ютерних чіпів.