Сегодня 28 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Ученые создали первый функциональный полупроводник из графена — у него есть потенциал заменить кремний

Учёные из Технологического института Джорджии утверждают, что создали «первый в мире функциональный полупроводник, изготовленный из графена». Созданный ими эпитаксиальный графен совместим с традиционными методами производства микроэлектроники, благодаря чему он может считаться реальной альтернативой кремнию.

 Источник изображений: Georgia Tech

Источник изображений: Georgia Tech

Технологические эксперты постоянно указывают на необходимость сохранения возможности использования закона Мура в вопросе производства электроники. Однако одна из ключевых проблем, с которой сталкиваются те, кто двигают индустрию производства полупроводников вперёд, заключается в том, что физические свойства кремния приближаются к своим пределам. С другой стороны, графен с момента его открытия в 2004 году постоянно рекламируется как чудо-материал, призванный решить все проблемы, связанные с производством полупроводников в будущем. Тем не менее, попытки его использования пока не способствовали какому-либо значительному или широко распространённому технологическому прорыву. Однако исследователи из Технологического института Джорджии, похоже, действительно совершили значительный шаг вперёд в этом вопросе, объединив очищенный эпитаксиальный графен с карбидом кремния в составе полупроводника.

Исследование ведёт группа учёных из США и Китая под руководством профессора физики из Технологического института Джорджии Уолтера де Хира (Walter de Heer). Де Хир работает над технологиями 2D-графена с начала 2000-х годов.

«Нас мотивировала надежда внедрить три особых свойства графена в электронику. Это чрезвычайно прочный материал, который может выдерживать очень большие токи, при этом не нагреваясь и не разрушаясь», — комментирует учёный.

Однако несмотря на эти три свойства ключевая полупроводниковая характеристика в материалах на основе графена до сих пор отсутствовала. «Давняя проблема в графеновой электроники заключается в том, что графен не имеет правильной запрещенной зоны и не может включаться и выключаться, то есть переходить из одного состояния в другое, с правильным соотношением», — отмечает специалист по наночастицам и наносистемам доктор Лэй Ма (Lei Ma), коллега де Хира из международного цента Тяньцзиньского университета, который также является соавтором работы «Сверхвысокомобильный полупроводниковый эпитаксиальный графен на карбиде кремния», опубликованной в журнале Nature.

Исследователи поясняют, что они нашли способ выращивать графен на пластинах карбида кремния с использованием специальных печей, получив в итоге эпитаксиальный графен, объединённый с карбидом кремния. Согласно официальному блогу Технологического института Джорджии, на совершенствование этого материала ушло десятилетие. Его нынешние испытания показывают, что полупроводниковый материал на основе графена демонстрирует в десять раз большую подвижность электронов, чем кремний.

«Иными словами, электроны в материале движутся с очень низким сопротивлением, что в электронике приводит к более быстрым вычислениям», — поясняется в пресс-релизе института.

Де Хир объясняет привлекательные свойства электроники на основе графена более простыми словами: «Это всё равно, что ехать по автостраде, а не по гравийной дороге. Он [материал на основе графена] более эффективен, не так сильно нагревается и позволяет электронам развивать более высокую скорость».

По словам учёных, их эпитаксиальный графен, объединённый с карбидом кремния, намного превосходит любые другие 2D-полупроводники, находящиеся в разработке. Профессор де Хир охарактеризовал прорыв его группы исследователей в области полупроводниковых материалов как «момент братьев Райт», а также подчеркнул совместимость материала с квантово-механическими волновыми свойствами электронов. Другими словами, он может сыграть важную роль в будущих достижениях в области квантовых вычислений.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
ИИ-аватар позволяет пообщаться с покойным создателем комиксов о человеке-пауке и героях Marvel 3 ч.
Spotify начнёт маркировать музыку с ИИ и запретит клонированные голоса 4 ч.
Функции YouTube Premium теперь стали доступны на всех устройствах — iOS, Android и ПК 4 ч.
Новая статья: Dying Light: The Beast — свобода или клетка? Рецензия 9 ч.
Asus признала подтормаживания геймерских ноутбуков ROG и пообещала скоро всё исправить 16 ч.
Российская платформа для разработки GitFlic дополнилась интеграцией с системами управления проектами 18 ч.
«Фотографии» в Windows 11 научатся автоматически сортировать изображения и распознавать надписи не только на английском 18 ч.
В смартфонах OnePlus обнаружена дыра в безопасности — любое приложение может читать все SMS без разрешения 20 ч.
«Бро постит ИИ-бурду у себя в приложении»: Meta запустила платформу Vibes для коротких ИИ-видео 20 ч.
YouTube Music превратили в подобие радио с ИИ-ведущими, которые «расширят музыкальные горизонты» 22 ч.
Японская компания разработала беспроводную мышь, не требующую батареи для работы 2 ч.
У китайских производителей возникли проблемы с созданием скоростной памяти HBM3 2 ч.
Meta хотела бы стать крупным поставщиком ПО для человекоподобных роботов 3 ч.
Oracle взяла на себя ещё $18 млрд долга для расширения бизнеса и строительства ИИ-инфраструктуры 10 ч.
Учёные нашли у Земли седьмую «ложную Луну» — квазиспутник 2025 PN7 12 ч.
Энтузиасты объединили двенадцать dial-up модемов для просмотра YouTube без тормозов 14 ч.
Horizon Fuel Cell представила 3-МВт модуль с водородными топливными элементами для замены дизель-генераторов 17 ч.
Чип с «сосудами»: Microsoft и Corintis вытравили микроканалы для СЖО прямо в кремнии 17 ч.
Учёные запустили самую большую и детальную симуляцию Вселенной — она поможет в поиске тёмных материи и энергии 18 ч.
Майнинговая компания Iren увеличила мощность ИИ-облака, закупив тысячи ускорителей NVIDIA и AMD за $674 млн 18 ч.