יריעות שבבים בעובי של מולקולה בודדת

אבי בליזובסקי, בני רן

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/graphene_nano.html

מדענים גילו חומר מסוג חדש, שעשוי לאפשר בעתיד ייצור של שבבים ממולקולה בודדת.

המולקולה של החומר החדש, הקרוי גראפן (Graphene), היא דו ממדית ובעלת ממדי ענק – אך עדיין בעובי של אטום בודד. המאפיינים החשמליים המעולים של מארג הננו עשויים לאפשר ייצור של טרנזיטור יציב ומהיר במיוחד. החוקרים, מאוניברסיטת מנצ'סטר ומאוניברסיטת צ'רנוגולובקה ברוסיה, פרסמו את ממצאיהם ב- Science. “לדעתי, זו התגלית המלהיבה ביותר בתחום הפיזיקה של המצב המוצק בעשור האחרון” – אמר פרופסור לורנס איבס, מומחה למוליכים למחצה מאוניברסיטת נוטינגהם.

הגראפן נמנה על המשפחה הידועה של מולקולות הפולרן (Fullerene), שהתגלתה בעשרים השנים האחרונות. המאפיינים החשמליים, המכניים והכימיים של חומרים אלה ברמה המולקולרית עשויים לאפשר ייצור של טרנזיסטורים מהירים במיוחד לתעשיית האלקטרוניקה, וכן פיתוח של חומרים חזקים, גמישים ויציבים במיוחד. החוקרים ניסו ליישם מאפיינים אלה לצורכי מיחשוב, מאחר ומיזעור הטרנזיסטורים מקצר את המרחק שעל האלקטרונים לעבור – מה שמאפשר להעלות את קצב העיבוד.

טרנזיסטורים קונבנציונליים מבוססים על תכונות ההולכה למחצה של הסיליקון, אך “לאחרונה הושגה התקדמות בפיתוח טרנזיסטורים המבוססים על שפופרות ננו – מעין יריעות של מולקולות גראפיט מסודרות בגליל, בדומה לגליל שוקולד שתוחבים בגלידה” מסביר פרופסור איבס. “אולם, מאחר וחומרים אלה חד ממדיים הם סובלים מחסרונות מסוימים. הגראפן מגיע ביריעה שטוחה שמאפשרת ליצור טרנזיטור פשוט”.

פרופסור אנדרה ג'ם, שעמד בראש צוות המחקר, אומר שאפשר לתאר את החומר החדש כמיליוני שפופרות ננו שנפרשו וקובצו יחדיו ליריעה אינסופית בעובי של אטום בודד. הצוות הוכיח שהאלקטרונים יכולים לעבור מרחק קצר ממיקרון מבלי להתפזר – מה שמבטיח מיתוג מהיר בטרנזיסטורים. לפי שעה “נמצא המחקר בשלבים מוקדמים” אומר פרופסור ג'ם. “מוקדם עדיין לומר מה יהיו היישומים, אך מדובר בחומר מדהים, בעל תכונות שאינן קיימות באף חומר מוכר”.

לידיעה בבי.בי.סי
ידען ננו טכנולוגיה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~988148563~~~57&SiteName=hayadan