Графен открывает новые возможности в полупроводниковой электронике

Группа исследователей из Технологического института Джорджии создала первый в мире функциональный полупроводник из графена. Эта разработка может привести к созданию передовых электронных устройств и приложений квантовых вычислений.Графин – это двумерная модификация углерода, которая сформирована в виде одного слоя атома. Высокая подвижность носителей заряда, которая оказывается максимальной среди всех известных материалов, делает этот материал чрезвычайно перспективным в области наноэлектроники.

Два десятилетия назад двое ученых с российскими корнями Андрей Гейм и Константин Новоёслов впервые получили графен на подложке окисленного кремния.Полупроводники, рассматриваемые как строительный блок электронных устройств, необходимы для связи, вычислений, здравоохранения, военных систем, транспорта и множества других сфер.Полупроводники обычно изготавливаются из кремния — материала, который в своё время произвел революцию в электронной промышленности и послужил началом становления и развития цифровой эпохи. Очищенный кремний используется в таких устройствах, как компьютерные чипы, транзисторы, интегральные схемы и жидкокристаллические дисплеи. Его высокостабильная атомная структура означает, что он обладает проводящими свойствами металла, а также является изолятором, поэтому кремний может как проводить, так и блокировать электричество. По данным специалистов, работающих в этой области, становится очевидным, что кремний уже всё ближе к пределам своих возможностей, когда речь заходит о более скоростных вычислениях и максимально компактных размерах электронных устройств.В стремлении найти жизнеспособную альтернативу кремнию Уолтер де Хир, профессор физики в Технологическом институте Джорджии, возглавил группу исследователей из Атланты, штат Джорджия, и Тяньцзиня, Китай, для производства графенового полупроводника, совместимого с методами обработки микроэлектроники.Поскольку графен не является ни полупроводником, ни металлом, учёным пришлось найти способ включать и выключать его, чтобы он мог работать как кремний.Для этого исследователи поместили в графен атомы, способные превратить вещество в управляемое с точки зрения проводимости - метод, называемый допингом, который помогает влиять на проводимость материала.