محققان اولین نیمه‌رسانای گرافن کاربردی جهان را ساختند

دانشمندان بعد از ۱۰ سال مطالعه، سرانجام اولین نیمه‌هادی کاربردی مبتنی بر گرافن در جهان را ساخته‌اند. این فناوری در محاسبات کوانتومی و سنتی کاربرد خواهد داشت.

محققان مؤسسه فناوری جورجیا در آتلانتا به تازگی مقاله‌ای را در Nature انتشار کرده‌اند. در این مقاله به تشکیل اپی‌گرافن از کاربید سیلیکون (SiC) پرداخته شده است. گرافن اپیتاکسیال نیمه‌رسانا (SEC) که این چنین از آن به‌گفتن اپی‌گرافن یاد می‌بشود، تحرک الکترون زیاد بیشتری نسبت به سیلیکون دارد.

به حرف های «والت دی هیر»، استاد فیزیک مؤسسه فناوری جورجیا، در این رویکرد الکترون‌ها می‌توانند ۱۰ برابر سریع تر از ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون سنتی حرکت کنند. با این وجود، تراشه‌هایی که از اپی‌گرافن ساخته شده‌اند، می‌توانند به‌طور بالقوه چرخه‌هایی در محدوده تراهرتز داشته باشند.

نحوه ساخت اولین فناوری گرافن نیمه‌رسانا

برای ساخت این فناوری، ابتدا دو تراشه درون یک بوته آهنگری گرافیتی چیده می‌بشود و سپس درون یک لوله کوارتز آرگون پیچیده‌شده با لوله مسی قرار می‌گیرند. بعد از آن جریان فرکانس بالا از طریق سیم‌پیچ مسی فرستاده می‌بشود و بوته گرافیتی را برای نزدیک به یک ساعت تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کند.

همانطور که سیلیکون از سطح تراشه‌ها تبخیر می‌بشود، جای خود را به کربن می‌دهد و یک لایه گرافن دو بعدی (تک اتمی) را می‌سازد. سپس با گرم‌کردن گرافن تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد، اپی‌گرافن روی یک بستر کاربید سیلیکون تشکیل می‌بشود.

به حرف های «دی هیر»، فرایند ساخت این فناوری نسبتاً ارزان است. او توضیح می‌دهد:

«تراشه‌هایی که ما منفعت گیری می‌کنیم نزدیک به ۱۰ دلار، بوته نزدیک به ۱ دلار و لوله کوارتز نزدیک به ۱۰ دلار قیمت دارند.»

با این وجود، دی هیر توضیح می‌دهد که برای تعیین این نوشته که آیا فناوری ساخته‌شده توسط آن‌ها نسبت به ابررساناهای مورد منفعت گیری در کامپیوترهای کوانتومی معاصر مناسب‌تر می باشند یا خیر باید مطالعات بیشتری انجام بشود.