Сегодня 17 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 🔥
Вырезанный контент, бесшовный мир и никаких «современных» эпизодов: журналисты выяснили новые детали ремейка Assassin’s Creed IV: Black Flag 57 мин.
Дональд Трамп продлил отсрочку на запрет TikTok в США до 16 декабря 3 ч.
Создатели Shorts на YouTube получат ИИ для оживления фото 4 ч.
Бывшие разработчики «Мора» анонсировали The Lift — сюжетный симулятор ремонтника с атмосферой советской фантастики 13 ч.
Дополнение The Red Strain к ролевому экшену Atomfall отправит игроков на заброшенный полигон для ядерных испытаний 13 ч.
Google представила локальный поисковик для ПК на Windows 14 ч.
OpenAI готовит детскую версию ChatGPT и будет автоматически сортировать пользователей по возрасту 14 ч.
YouTube за последние четыре года выплатила авторам контента более $100 млрд 14 ч.
«Скачок в области открытого кодирования видео» — видеокодек AV2 выйдет к концу года 14 ч.
Разработчики ИИ всё чаще попадают под сокращение из-за ИИ — такое происходит в Meta, xAI и Google 15 ч.
Огосударствление Intel напугало лидеров ИТ-компаний — никто не хочет вмешательства правительства в бизнес 2 ч.
Starlink сотрудничает с разработчиками чипов, чтобы обеспечить поддержку спутниковой связи в смартфонах 6 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 5050: Intel передает «спасибо» 11 ч.
Samsung забуксовала с флеш-памятью — выпуск QLC NAND девятого поколения отложен до 2026 года 11 ч.
Corsair выпустила компьютерный БП мощностью 3 кВт — к нему можно подключить четыре GeForce RTX 5090 11 ч.
Дефицит HDD грядёт откуда не ждали — крупнейший в мире телескоп будет генерировать 600 Пбайт данных в год 13 ч.
Cooler Master выпустила кулер Hyper 212 3DHP с Ш-образными тепловыми трубками 13 ч.
Космический грузовик Cygnus XL увеличенного объёма доставит на МКС около 5 т груза 14 ч.
AMD выпустила Ryzen 5 9500F и Ryzen 7 9700F — первые Granite Ridge без графического ядра 14 ч.
AMD представила ещё один AM4-шестиядерник — Ryzen 5 5600F 14 ч.