Από το γραφένιο στο πυριτένιο

0
102

Για να αντιμετωπίσουν τα προβλήματα του γραφενίου, αμερικανοί ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν και επιστήμονες από το ιταλικό Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής και Μικροσυστημάτων ανέπτυξαν το πυριτένιο.Μια κρυσταλλοτρίοδο (κοινώς τρανζίστορ) από πυριτένιο παρουσίασε μια διεθνής ερευνητική ομάδα ερευνητών. Το νέο δισδιάστατο υλικό σχηματίζεται με τη μορφή φύλλων πάχους ενός μόλις ατόμου πυριτίου και θα μπορούσε να αντικαταστήσει το συμβατικό πυρίτιο για τα μικροτσίπ των ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Όσον αφορά στα δισδιάστατα υλικά, είναι το γραφένιο, μια παραλλαγή του γραφίτη αποτελούμενη από μονοατομικά φύλλα άνθρακα, που θεωρείται ως το ανθεκτικότερο υλικό που έχει κατασκευάσει ο άνθρωπος, αλλά και ως άριστος αγωγός του ηλεκτρισμού.

Το μειονέκτημά του είναι ότι δεν έχει το λεγόμενο «ενεργειακό διάκενο», ένα ενεργειακό εμπόδιο το οποίο πρέπει να υπερβούν τα ηλεκτρόνια για να δημιουργήσουν ηλεκτρικό ρεύμα, ενώ και η διάδοση της χρήσης του σε βιομηχανικές εφαρμογές θα απαιτούσε εκτεταμένες αλλαγές στους εξοπλισμούς παραγωγής ημιαγωγών.

Το ενεργειακό διάκενο επιτρέπει στους ημιαγωγούς να ανοιγοκλείνουν και να εκτελούν «λογικές» διεργασίες με βάση τις στοιχειώδεις μονάδες πληροφορίας (bits).

—Λύση το πυριτένιο;

Βασικό μειονέκτημα του νέου υλικού είναι η ευαισθησία του στον αέρα καθώς μετά από δύο λεπτά έκθεσης στην ατμόσφαιρα διαλύεται.

Πρωταρχικός στόχος ήταν η μέτρηση των ιδιοτήτων του υλικού. Για αυτό το λόγο  η ερευνητική ομάδα δημιούργησε πυριτένιο αφήνοντας ατμό πυριτίου να επικαθίσει σε ένα λεπτό φύλλο αργύρου μέσα σε θάλαμο κενού. Τα φύλλα πυριτένιου καλύφθηκαν στη συνέχεια με ένα στρώμα αλουμίνας και τοποθετήθηκαν σε μια βάση από οξειδωμένο πυρίτιο. Το τελικό βήμα της διαδικασίας ήταν η προσεκτική αφαίρεση ενός μέρους του αργύρου έτσι ώστε να μείνει εκτεθειμένη μια λωρίδα από πυριτένιο.

Στα δύο λεπτά που λειτούργησε η συσκευή μέχρι το πυριτένιο να διαλυθεί από τον αέρα, οι ερευνητές πρόλαβαν να μετρήσουν τις ιδιότητές του.

Επιβεβαίωσαν ότι το νέο υλικό δεν είναι τόσο καλός αγωγός του ηλεκτρισμού όσο το γραφένιο, διαθέτει όμως το απαραίτητο ενεργειακό διάκενο.

Η εκτίμηση είναι ότι δεν θα δούμε σύντομα το πυριτένιο να χρησιμοποιείται σε πρακτικές εφαρμογές.

Νέα πειράματα θα αποδείξουν εάν είναι δυνατή η κάλυψη του πυριτένιου με άλλα υλικά προκειμένου να λειτουργεί προστατευμένο από την ατμόσφαιρα.

Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Nanotechnology.

econews

Σχόλια