Ученые из Технологического института Джорджии заявили, что вместе с китайскими коллегами создали первый в мире функциональный полупроводник из графена, в котором атомы углерода скреплены самыми прочными из известных связей.
Кремний, из которого сейчас делают большинство электроники, достигает предела своих возможностей в условиях все более быстрых вычислений и меньших по размеру электронных устройств.
Сам по себе графен не является полупроводником. Чтобы создать из него такое устройство, ученым понадобилось более 10 лет.
«Теперь у нас есть чрезвычайно прочный полупроводник графен, мобильность которого в 10 раз превышает мобильность кремния, а также обладает уникальными свойствами, недоступными кремнию», – говорит профессор физики Уолтер де Хир.
Де Хир начал исследовать материалы на основе углерода в качестве потенциальных полупроводников в начале своей карьеры, а затем переключился на 2D-графен. В то время он знал, что графен имеет потенциал для электроники.
«Нас мотивировала надежда внедрить три особых свойства графена в электронику, – сказал он. – Это чрезвычайно прочный материал, который может выдерживать очень большие токи, не нагреваясь и не разваливаясь».
Прорыв произошел, когда ученый и его команда придумали, как выращивать графен на пластинах карбида кремния с помощью специальных печей. Они создали эпитаксиальный графен, который представляет собой один слой, растущий на кристаллической грани карбида кремния. Команда обнаружила, что при правильном изготовлении эпитаксиальный графен химически связывался с карбидом кремния и начинал проявлять полупроводниковые свойства.
В течение следующего десятилетия они продолжали совершенствовать материал в Технологическом институте Джорджии, а затем в сотрудничестве с коллегами из Тяньцзиньского международного центра наночастиц и наносистем при Тяньцзиньском университете в Китае. Де Хир основал центр в 2014 году вместе с Лей Ма, директором центра и соавтором научной статьи о новом полупроводнике.
К слову, на прошлой неделе администрация президента США Джо Байдена объявила о выделении 162 миллиона долларов в поддержку отечественного производства компьютерных чипов.