wersja mobilna
Online: 448 Niedziela, 2017.11.19

Biznes

Germanan - cienka warstwa germanu zastąpi krzem w półprzewodnikach

piątek, 19 kwietnia 2013 11:12

Ten sam materiał, który służył do budowy pierwszych prymitywnych tranzystorów więcej niż 60 lat temu można zmodyfikować tak, by stał się nową drogą rozwoju elektroniki. Chemicy z Uniwersytetu Stanowego Ohio opracowali technologię wytwarzania arkuszy germanu o grubości jednego atomu. Jak twierdzą, przewodzi on elektrony ponad dziesięć razy szybciej niż krzem i pięć razy szybciej niż konwencjonalny german.

Struktura materiału jest podobna do grafenu. Grafen ma być wykorzystywany w celach komercyjnych, nad czym pracuje obecnie wiele laboratoriów. Eksperci sugerują, że niedługo powstaną szybsze chipy, i że grafen może funkcjonować nawet jako nadprzewodnik. Joshua Goldberger z Uniwersytetu Ohio postanowił skupić się na bardziej tradycyjnych materiałach. - Większość ludzi myśli o grafenie jako o elektronicznym materiale przyszłości. Krzem i german są materiałami z teraźniejszości. Przez sześćdziesiąt lat potencjał umysłowy kierowano na opracowywanie technik budowania z nich chipów. Zatem powinniśmy poszukiwać unikalnych form krzemu i germanu o korzystnych właściwościach, aby uzyskać nowy materiał, ale mniejszym kosztem i przy użyciu istniejących technologii.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie ACS Nano, on i jego koledzy opisują, jak udało im się stworzyć stabilną, pojedynczą warstwę atomów germanu. Materiał krystaliczny w tej formie otrzymał nazwę "germanan". Badacze starali się stworzyć germanan już wcześniej. Obecnie po raz pierwszy udało się wytworzyć ilości wystarczające do przeprowadzenia szczegółowych pomiarów właściwości materiału i udowodnienia, że jest on stabilny przy kontakcie z powietrzem i wodą.

Joshua Goldberger

Joshua Goldberger, The Ohio State University

Germanan jest jeszcze bardziej stabilny chemicznie niż krzem. W przeciwieństwie do krzemu nie utlenia się w powietrzu i w wodzie. To sprawia, że można z nim łatwo pracować stosując tradycyjne techniki wytwarzania chipów. Germanan jest pożądany dla optoelektroniki, ponieważ ma tzw. bezpośrednie pasmo wzbronione. Pozwala to na łatwiejszą absorpcję lub emisję światła. Przykładowo, w zastosowaniu do ogniw słonecznych, materiały z bezpośrednim pasmem wzbronionym mogą być do 100 razy cieńsze niż materiały z pasmem pośrednim, przy zachowaniu takiej samej wydajności.

Według obliczeń naukowców, elektrony mogą być przewodzone przez germanan dziesięć razy szybciej niż przez krzem, a pięć razy szybciej niż za pośrednictwem standardowego germanu. Mierzona prędkość nazywana jest mobilnością elektronu. Dzięki wysokiej mobilności germanan może pozwolić na zwiększenie obciążania przyszłych procesorów komputerowych.

- Mobilność jest ważna, ponieważ szybsze chipy mogą być wykonywane jedynie z materiałów dających właśnie większą mobilność. Kiedy sprowadza się tranzystory do coraz mniejszej skali trzeba stosować materiały o wyższej mobilności lub tranzystory nie będą działać - wyjaśniał Joshua Goldberger. Podczas dalszych badań zespół będzie sprawdzał możliwości wpływania na właściwości germananu poprzez zmianę konfiguracji atomów w pojedynczej warstwie.

źródło: The Ohio State University
zdjęcie główne: Germanan - Joshua Goldberger, The Ohio State University

 

World News 24h

sobota, 18 listopada 2017 20:05

Applied Materials Inc reported better-than-expected quarterly results and gave a strong current-quarter forecast as the world’s largest supplier of tools to make semiconductors enjoys strong demand in its chip and display businesses. The company’s shares were up about 1 percent in trading after the bell on Thursday, reversing course from a drop of nearly 2 percent immediately after the results were released. Applied Materials has now topped analysts estimates in each quarter of the latest fiscal year, helping its shares surge about 79 percent this year, making them the fourth best performer on the Philadelphia semiconductor index.

więcej na: uk.reuters.com