Це здавалося неможливим: науковці створили перший у світі графеновий напівпровідник

Графен відомий своєю винятковою міцністю, провідністю та гнучкістю, але йому бракувало найважливішої для напівпровідників властивості – забороненої зони. Зонна щілина дозволяє матеріалу вмикатися і вимикатися під дією електричного поля – саме так працюють транзистори та кремнієва електроніка.

Дослідники вирішили цю проблему, вирощуючи графен на пластинах карбіду кремнію за допомогою спеціальних печей, а потім легуючи його атомами, які віддають системі електрони.

В результаті виходить графеновий напівпровідник, який має в 10 разів більшу рухливість, ніж кремній, а це означає, що електрони рухаються з дуже низьким опором і можуть досягати вищих швидкостей. Матеріал також має унікальні квантово-механічні властивості, які уможливлюють нові застосування у квантових обчисленнях та наноелектроніці.

Надважливе відкриття

Відкриття, опубліковане в журналі Nature, є важливою віхою в галузі графенової електроніки, яка десятиліттями гальмувалася через відсутність відповідної забороненої зони. Дослідники вважають, що їхня технологія сумісна з традиційними методами обробки мікроелектроніки і з часом може замінити кремній як домінуючий матеріал для електроніки.

Вальтер де Хеер, регентський професор фізики в Технологічному інституті Джорджії та керівник дослідницької групи, порівняв це досягнення з моментом братів Райт.

Наша мотивація займатися графеновою електронікою існувала вже давно, а все інше було лише втіленням її в життя. Ми повинні були навчитися, як поводитися з матеріалом, як робити його все кращим і кращим, і, нарешті, як вимірювати властивості. Це зайняло дуже, дуже багато часу. Тепер ми маємо надзвичайно міцний графеновий напівпровідник, який у 10 разів перевищує рухливість кремнію, а також має унікальні властивості, недоступні кремнію.

Дослідники сподіваються, що їхня робота надихне на нові інновації та дослідження в галузі графенової електроніки і відкриє двері в нову еру електроніки, яка зможе подолати обмеження кремнію.