پژوهشگران بالاخره توانستند اولین نیمه‌رسانای گرافن کاربردی جهان را با هزینه بسیار پایین تولید کنند. این دستاورد به ساخت پردازنده‌هایی منجر خواهد شد که هزار برابر از CPUهای امروز قدرتمندتر هستند.
پس از 10 سال مطالعه، محققان اعلام کردند که سرانجام اولین نیمه‌هادی کاربردی مبتنی بر گرافن در جهان را ساخته‌اند. این فناوری در محاسبات کوانتومی و سنتی کاربرد داشته و می‌تواند به ادامه قانون مور منجر شود.
به گزارش Techspot، طی سالیان گذشته فناوری سیستم‌های محاسباتی پیشرفت چشمگیری داشته است، با این وجود شاهد آن هستیم که سیلیکون‌های سنتی دیگر به آخر راه رسیده و قانون مور (افزایش دو برابری تعداد ترانزیستورها هر دو سال یک بار) دیگر قابل دسترسی نیست.
اوایل ماه جاری، محققان مؤسسه فناوری جورجیا در آتلانتا مقاله‌ای را در ژورنال Nature منتشر کردند و توضیح دادن که تولید اپی‌گرافن (Epigraphene) از کاربید سیلیکون (SiC) امکان‌پذیر است. گرافن اپیتاکسیال نیمه رسانا (SEC) که همچنین از آن به‌عنوان اپی‌گرافن یاد می‌شود، تحرک الکترون بسیار بیشتری نسبت به سیلیکون دارد.
منتظر پردازنده‌های تراهرتزی مبتنی بر گرافن باشید!
به گفته والت دی هیر (Walt de Heer)، استاد فیزیک مؤسسه فناوری جورجیا، الکترون‌ها می‌توانند 10 برابر سریع‌تر از ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون سنتی حرکت کنند. این افزایش چشمگیر سرعت بدان معناست که تراشه‌هایی که از اپی گرافن تولید می‌شوند، می‌توانند بسیار سریع‌تر بوده و چرخه‌هایی (Circles) در محدوده تراهرتز (هزار گیگاهرتز) داشته باشند.
در نظر داشته باشید که در حال حاضر قدرتمندترین پردازنده رده مصرف‌کننده چیزی حدود 6 گیگاهرتز سرعت دارد.
برای ساخت اپی گرافن به فرایندی نیز داریم که طی نیم قرن گذشته از آن برای ساخت گرافن استفاده شده است. در این فرایند ابتدا دو تراشه SiC درون یک بوته گرافیتی چیده شده و درون یک لوله کوارتز آرگون پیچیده شده با لوله مسی قرار می‌گیرند.
در مرحله بعد، جریان فرکانس بالا از طریق سیم‌پیچ مسی به این بوته فرستاده شده و از طریق روش القایی دمای آن را تا 1000 درجه سانتیگراد برای حدود یک ساعت بالا می‌برند.
این دمای بسیار زیاد باعث خواهد شد تا سیلیکون از سطح تراشه تبخیر شده و جای خود را به کربن بدهد. در نهایت ما یک ویفر خنثی از گرافن دو بعدی (تک اتمی) در اختیار داریم که با گرم کردن آن تا دمای 200 درجه سانتیگراد به اپی‌گرافن روی یک بستر کاربید سیلیکون می‌رسیم.
نکته جالب و قابل توجه این فناوری آن است که شدیداً ارزان بوده و می‌تواند به تولید محصولی قدرتمند و در عین حال مقرون به صرفه منجر شود. به گفته والت دی هیر:
تراشه‌های SiC که ما استفاده می‌کنیم حدود 10 دلار آمریکا قیمت دارند، در حالی که بوته مورد استفاده تنها 1 دلار و لوله کواترز نیز حدود 10 دلار ارزش دارند.
شایان ذکر است که دانشمندان از سال 2008 موفق به تولید گرافن نیمه رسانا با حرارت دادن SiC در خلأ شده بودند. با این حال، محصول نهایی فاقد فاصله باند قابل اندازه‌گیری بود و امکان روشن و خاموش شدن ترانزیستورها وجود نداشت. اکنون محققان به نقطه‌ای رسیده‌اند که اولین نیمه‌هادی کاربردی مبتنی بر گرافن در جهان ساخته و این مشکل برطرف شده است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت