Сегодня 30 мая 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 🔥
Моддер уже добавил в Elden Ring Nightreign режим для двух игроков, о котором забыли разработчики 32 мин.
Sony сняла региональные ограничения со Stellar Blade на ПК, а в Steam вышла демоверсия игры 2 ч.
«Microsoft любыми способами должна отбить эти $70 млрд»: Activision возмутила игроков новой рекламой в Call of Duty: Black Ops 6 и Warzone 4 ч.
Звание худшей игры FromSoftware в Steam не помеха: продажи Elden Ring Nightreign превысили 2 миллиона копий в день релиза 5 ч.
Российская «Майкрософт» собралась объявить о банкротстве 5 ч.
Никогда такого не было и вот опять: майское обновление Windows 11 вызывает массовые сбои с кодом 0xc0000098 5 ч.
Власти ЕС запустят приложение для проверки возраста людей в интернете 6 ч.
ИИ начал автоматически конспектировать содержимое писем Gmail 7 ч.
Google AI Overviews до недавнего времени жил в 2024 году — после огласки проблему быстро устранили 8 ч.
У россиян стали вдвое чаще угонять аккаунты от ChatGPT и других ИИ-сервисов 8 ч.
Microsoft отложила разработку портативной Xbox и сосредоточится на консолях партнёров 29 мин.
Китайская XPeng выпустила электромобиль MONA M03 Max за $20 000 с бесплатными автопилотом 3 ч.
Dreame представила в России флагманские роботы-пылесосы, ручные пылесосы, газонокосилку и очиститель воздуха 4 ч.
Цены на память DRAM подскочили ещё на 20 %, так как производители электроники запасаются впрок 5 ч.
Реинкарнация Optane: InnoGrit показала SSD на чипах 3D XL-Flash с рекордной скоростью в 3,5 млн IOPS 5 ч.
MSI заменит или компенсирует любые комплектующие в ПК, если их сломает её блок питания 6 ч.
Соучредитель Xbox Джей Аллард занялся «прорывными» устройствами в Amazon 6 ч.
Intel не намерена выпускать дискретную графику для ноутбуков — хватит и интегрированной 7 ч.
Робот Space Solar поможет в сборке километровых солнечных панелей и других гигантских объектов на орбите 7 ч.
Китайцы выпустили первую видеокарту на суверенном 6-нм GPU — Lisuan G100, которую сравнивают с RTX 4060 8 ч.