Учеными Великобритании осуществлен прорыв в исследовании графена, который может проложить путь к созданию меньших по размеру, более быстрых, и более мощных чипов для компьютеров. Специалисты из Университета Манчестера заявляют, что они продемонстрировали, как графен (двумерный материал, состоящий из одного слоя атомов углерода) может использоваться в будущем в составе электронных схем.
Графен был назван «чудесным материалом», способным революционизировать материаловедение благодаря своим уникальным свойствам. Имея толщину в один атом, он является самым тонким материалом на Земле – пачка из миллиона листов графена будет иметь толщину в один миллиметр. Он также является и самым прочным материалом (в 200 раз прочнее стали), самым гибким, и самым проводящим материалом в мире – что делает его привлекательной альтернативой кремниевым чипам.
В своем исследовании, опубликованном в журнале «Nature Physics», ученые сообщают о том, что они создали четырехслойную структуру, состоящую из двух слоев графена, зажатых между двумя слоями нитрида бора – также двумерного материала, имеющего структуру микроскопических шестигранников. «Создание такой многослойной структуры позволило нам изолировать графен от негативного влияния окружающей среды, и контролировать электрические свойства графена, что было невозможно ранее», – говорит руководитель исследования, Леонид Пономаренко. Под «негативным влиянием» здесь понимается высокая чувствительность графена к газам и влажности, отмеченная учеными еще в 2007 году. «Чтобы сделать свойства этого материала более управляемыми, нам пришлось защитить его при помощи чего-то», – говорит он.
Проведенная демонстрация, по словам Пономаренко, является очередным шагом к замене кремниевых чипов. Эти чипы уже достигли своего предела миниатюризации, и по мере того, как компьютеры становятся все мощнее, кремний уже с трудом удовлетворяет требованиями увеличения энергии. Открытие графена было осуществлено в том же университете в 2004 году русскими физиками Андреем Геймом и Константином Новоселовым, которые получили за это открытие нобелевскую премию в 2010 году. Комментируя новое исследование, Гейм сказал: «Графен в оболочке из нитрида бора предлагает лучшую и самую современную платформу для будущей графеновой электроники. Этот подход решает неприятные вопросы по поводу стабильности и качества графена». «Потребуется всего несколько месяцев, чтобы появились транзисторы на базе графена в оболочке из нитрида бора. И характеристики этих транзисторов будут значительно лучше, чем у тех, которые демонстрировались ранее», – говорит он.
Недавние достижения Университета Манчестера и других университетов Великобритании побудили правительство выделить сумму, равную 78 миллионам долларов США на исследовательские работы, направленные на увеличение коммерческого потенциала графена. Графен обещает изменить не только платы компьютеров. Открытие того, что он очень чувствителен к одиночным молекулам газа, может, по словам Гейма и Новоселова, привести к разработке новых датчиков, с возможным применением в борьбе с терроризмом. «Мы постоянно ищем новые способы демонстрации и улучшения замечательных свойств графена», – говорит Гейм.
Той же самой задачей заняты многие университеты по всему миру. В Бостоне, ученые MIT (Массачусетский технологический институт) недавно открыли, что графен «демонстрирует необычную реакцию на свет», что, по их словам, может улучшить системы компьютерного зрения, и, возможно, предоставить новый подход к солнечной энергии. Графен коснется и рынка потребительской электроники, поскольку производители телефонов и компьютеров ищут пути использования уникальности графена, как прозрачного проводника. «Представляются такие электронные устройства, которые можно будет интегрировать с вашим телом или с одеждой, а так же компьютеры, которые можно будет сложить, или свернуть в трубочку, и убрать, когда они не используются», – говорит Андре Феррари, профессор нанотехнологии в Университете Кембриджа. Ученые из Университета Санкюнкван в Южной Корее, уже продемонстрировали гибкие сенсорные экраны, говорит он. Кроме того, ходят слухи, что компания Samsung намерена выпустить в 2012 году гибкий смартфон, под названием «Galaxy Skin». Хоть это и кажется невероятным, но появления гнущихся смартфонов, компьютеров и телевизоров, ждать долго не придется, говорит Феррари. «Они могут появиться в ближайшие два-три года, и если все пойдет хорошо, то мы вскоре увидим на рынке прозрачные и гибкие устройства на базе графена».
автор: Мэттью Найт (Matthew Knight)
источник: «Новости СиЭнЭн» (Cable News Network)
