Сегодня 18 сентября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → нанотехнологии

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
С каждым годом переносить эксклюзивы PlayStation на ПК для Sony становится всё выгоднее 30 мин.
Градостроительная стратегия Frostpunk 2 вышла на консолях, а версия для ПК получила полную поддержку геймпадов 42 мин.
Split Fiction стала первой в истории игрой, удостоившейся престижной премии «Выдающийся шведский дизайн» — награду вручил принц Швеции 2 ч.
Энтузиасты докопались до причин лагов и статтеров на ноутбуках Asus ROG — виноваты ошибки в BIOS 2 ч.
Китай прекратил антимонопольное расследование по Google, чтобы бросить все силы против Nvidia 4 ч.
Microsoft обновила «Блокнот», «Ножницы» и Paint в Windows 11 на компьютерах Copilot+ PC 4 ч.
Ставленники Маска создали в xAI «душную» атмосферу — это подрывает боевой дух разработчиков 5 ч.
Valve объявила, когда Steam лишится поддержки 32-разрядной Windows 10 5 ч.
Meta представила редактор виртуальных миров Horizon Studio — метавселенная ускорится и похорошеет 5 ч.
«Настоящая» детективная RPG от экс-разработчиков Disco Elysium сменила название и не только — геймплейный трейлер и скриншоты Tangerine Antarctic 6 ч.
Oracle добавит ИИ-сервисы в облако UK Sovereign Cloud в рамках инвестиционного плана на $5 млрд 4 мин.
Стартап Carbon3.ai намерен развернуть в Великобритании экологичную суверенную ИИ-инфраструктуру 2 ч.
Intel разработает для NVIDIA кастомные CPU для серверов и ПК, а NVIDIA вложит в Intel $5 млрд 3 ч.
DJI столкнулась с бойкотом со стороны американских чиновников — рынок США закрывается для компании 3 ч.
Hayabusa2 может не суметь взять пробы с астероида 1998 KY26: учёные обсчитались с размерами тела 3 ч.
Giga Computing представила флагманский ИИ-сервер на базе NVIDIA HGX B300 3 ч.
Logitech представила игровую мышь G Pro X2 Superstrike с индуктивными кнопками и обратной связью 4 ч.
Ryzen 7 9800X3D на материнской плате Gigabyte разогнали до 7,3 ГГц — это рекорд для этого процессора 4 ч.
Huawei раскрыла планы по выпуску ИИ-ускорителей Ascend 4 ч.
Xenium X718 — кнопочный мобильный телефон с высокой автономностью и док-станцией 5 ч.