כך אמרה פרופ’ אלזה רייכמאניס, פרופ’ אלזה רייכמאניס, מהמכון הטכנולוגי של ג’ורג’יה באטלנטה בתשובה לשאלת הידען
עמק הסיליקון קיבל את שמו מחומר היסוד הנמצא בלב תעשיית המיקרואלקטרוניקה. במשך עשרות שנים, גבישים טהורים של צורן היו הבסיס לשבבים המהווים את הלב והמוח של כל מחשב.אולם ככל שהשבבים הולכים ונהיים קטנים ומהירים, ומספר הטרנזיסטורים מוכפל כל שנתיים לפי חוק מור, מתקרב הסיליקון למגבלותיו המעשיות.
בתשובה לשאלה של שליח Chiportal לכנס AAAS שנערך השבוע אמרה פרופ’ אלזה רייכמאניס, מהמכון הטכנולוגי של ג’ורג’יה כי לדעתה לא יהיה תחליף אחד לסיליקון. “יתכן שנפסיק את המירוץ, כפי שבעבר הפסקנו את המירוץ אחר מהירות השעון, ועברנו לשיטות אחרות (ריבוי ליבות. א.ב.), יתכן שהעתיד יהיה טמון בשילוב הסיליקון, שבכל זאת צברנו בו המון ידע, עם חומרים אחרים, ופתרונות ננו טכנולוגיים אחרים. “בכל אופן, הסבירות הגבוהה היא שהחומרים החדשים כמו הגרפן ישמשו ליישומים חדשים, שלא ניתן היום לממש באמצעות סיליקון, והפתרונות המסורתיים ימשיכו עוד זמן מה להתבסס על סיליקון”.מעבר לגרפן, חוקרים המדענים סוגים חדשים של משטחים דו ממדיים דמויי גרפן שגם הם מוליכים למחצה, דבר ההופך אותם מתאימים באופן טבעי לאלקטרוניקה מתקדמת.
במסיבת עיתונאים שנערכה במסגרת הכנס השנתי של ה-AAAS – הארגון האמריקני לקידום המדע (המו”ל) של כתב העת המוביל סיינס, הסביר פרופ’ ג’ושוע גולדברג מאוניברסיטת אוהיו כי המפתח לעתיד האלקטרוניקה עשוי להיות בחומר מעברה. גולדברג חוקר את תכונותיו של הגרמניום, החומר ממנו היו עשויים הטרנזיסטורים בשנות הארבעים – וכיצד ניתן להפוך אותו לתחליף לסיליקון.
גולדברג תיאר צורה של גרמניום המכונה גרמאנאן germanane. בשנת 2013 הצליח גולדברג לראשונה ליצור יריעה בעובי של אטום אחד מגרמניום – שניתן להתייחס אליה כאל צורה דו ממדית. מאז הוא ואנשי צוותו חקרו את היכולת של האטומים ליצור קשרים עם חומרים שנמצאים מעל היריעה ומתחתיה, וליצור גרסאות היברידיות של החומר המשלבות אטומים אחרים. המטרה היא ליצור חומר שלא רק יאפשר לאקטרוניקה מהירה פי 10 מאשר סיליקון אלא גם תספוג ותפיץ אור – תכונת מפתח לפיתוח LED-ים ולייזרים יעילים יותר.
סטיוארט פרקין ממעבדת המחקר של יבמ בסן חוזה (העיר המארחת) תיאר את המחקר שלו בפיתוח שני התקנים שונים למיחשוב עתידי המשתמשים בחומרים חדשניים. ננו חוטים העשויים מסגסוגות מגנטיות שיהיו הבסיס לזכרונות מהירים ולא נדיפים מבוססי ספינטרוניקה. זכרונות אלה הם בעלי פוטנציאל להשיג בהרבה את ביצועי מערכות האיחסון והתקני הזכרון של היום – דיסקים קשיחים, פלאש, DRAM ו-SRAM).
סוג חדש של מתכות אוקסידיות לרבות דו תחמוצת הואנדיום נמצאים בליבו של פיתוח שערים לוגיים “לא אורגניים” המורכבים מיונים נוזליים לצורך החלפה בין מצבים. שערים אלה יכולים להיות המפתח למערכות מיחשוב הצורכות מעט חשמל המתוכננות לחקות את המוח האנושי.
“חומרים אורגניים ופולימרים לאלקטרוניקה גמישה”
פרופ’ אלזה רייכמאניס, מהמכון הטכנולוגי של ג’ורג’יה באטלנטה תיארה כיצד אלקטרוניקה מודפסת וגמישה היא בעלת פוטנציאל להיות חלופה זולה למבחר התקנים מאנרגיה, דרך רפואה ועד בטחון. ביצועי ההתקנים תלויים בשילובם של מוליכים למחצה מרמת הננו ועד לרמת המאקרו.
כדי לקדם את התחום יש לשפר את הידע אודות הקשר בין מבנה תהליך ותכונות של חומרים. שילוב זה יוכל להביא לפיתוח אלקטרוניקה מבוססת פלסטיק ועבור התקנים פוטו וולטאיים.
