تطوير أشباه موصلات ثورية من الغرافين !

نجح فريق تعاوني من العلماء الصينيين والأميركيين في ابتكار شبه موصّل قابل للتطبيق مع مفتاح تشغيل مصنوع من الغرافين؛ وهي مادة كربونية تفوق بكثير السيليكون من حيث إمكاناتها الإلكترونية.

ويعتبر الغرافين، التي هي مادة ثنائية الأبعاد تتكون من طبقة واحدة فقط من ذرات الكربون، حاليًا أكثر المواد الإلكترونية الواعدة في هذا المجال. ومع ذلك، فإن هيكل فجوة النطاقات الحرارية الصفرية لها والذي يتسبب في عدم وجود اختلافات في الطاقة عندما تقفز الإلكترونات في أشباه الموصلات بين نطاقات الطاقة المنخفضة والعالية، منع في السابق من استخدامها لتمثيل «الواحد» و «الصفر» في نظام الحوسبة الإلكترونية.

ونجح باحثون من جامعة تيانجين ومعهد جورجيا للتكنولوجيا في فتح فجوة النطاقات عن طريق إنتاج نوع من الغرافين بفجوة نطاق تبلغ 0.6 إلكترون فولت على ركيزة أحادية البلورة من كربيد السيليكون.

بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا النوع من الغرافين، الذي طوره فريق البحث، يتمتع بحركية أعلى بعشر مرات في درجة حرارة الغرفة من السيليكون وفق بحث علمي. لذلك، قال الباحثون «إن هذه المادة الجديدة متفوقة في الاستقرار الكيميائي والميكانيكي والحراري ويمكن تصنيعها باستخدام تقنيات تصنيع أشباه الموصلات التقليدية». وذلك حسب ما ذكرت وكالة أنباء «شينخوا» الصينية.

وواجه قانون مور، الذي ينص على أن قوة الحوسبة تتضاعف كل عامين، تحديًا بسبب تباطؤ وتيرة التطور في الآونة الأخيرة. ويرجع هذا التباطؤ إلى الصعوبات الشديدة التي وُوجهت في محاولة تقليل حجم الرقائق القائمة على السيليكون إلى أقل من نانومترين.

من جانبه، أوضح ما ليه المؤلف الرئيسي للورقة البحثية «إن أشباه الموصلات المصنوعة من الغرافين ثنائي الأبعاد يمكنها أن تفتح مساراً جديداً للأجهزة الإلكترونية عالية الأداء يفوق التكنولوجيا التقليدية القائمة على السيليكون، وهو ما يعد تغييراً جوهرياً في مجال تكنولوجيا الإلكترونيات».