Wissenschaftler haben gelernt, wie man metallisierte Graphen-Drähte herstellt

Silizium ist seit Jahrzehnten das absolute Hegemon in der Elektronikfertigung. Aber die Zeit vergeht und das Potenzial von Silizium ist bereits praktisch ausgeschöpft. Aus diesem Grund suchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt aktiv nach einer Alternative, mit der sich die Elektronik im gleichen hohen Tempo entwickeln kann.

Ein solch vielversprechendes Material ist Graphen, aus dem eine kalifornische Forschungsgruppe in Berkeley hervorgegangen ist Metallgraphenbänder, die herkömmliche Drähte aus reinem Kohlenstoff ersetzen können Elektronik. Ich werde Ihnen jetzt von dieser Entdeckung erzählen.

Graphen, Silizium und Moores Gesetz

Es gibt ein ziemlich merkwürdiges Mooresches Gesetz, nach dem die Geschwindigkeit des technologischen Fortschritts und Daher muss sich die Anzahl der Transistoren auf einem Computerchip fast verdoppeln 2 Jahre.

Und so war es mehrere Jahrzehnte, aber in letzter Zeit hat sich dieser Prozess verlangsamt. Und das alles, weil wir gerade erst begonnen haben, uns der physikalischen Grenze der Fähigkeiten von Silizium selbst zu nähern.

Eine ausgezeichnete Option zum Ersetzen von Silizium und zur Einhaltung des Moore'schen Gesetzes ist leicht verfügbarer und sehr billiger Kohlenstoff, insbesondere wenn das gesamte kohlenstoffförmige Schema erreichbar wird.

Diamant-, Graphit- und Kohlenstoffrohre sind also alle Formen von Kohlenstoff, die sich in der Elektronik bereits als hochwirksam erwiesen haben.

Aber das derzeit vielversprechendste ist natürlich Graphen - ein Kohlenstoffgitter mit einer Dicke von nur einem Atom. Darüber hinaus kann es in den verschiedensten Formen vorliegen: ein flaches Blatt, eine Kugel aus zerknitterten Blättern, Miniaturquantenpunkte und die dünnsten und gleichzeitig sehr langen Nanobänder.

Das Team ist von der University of California und hat sich auf Nanobänder konzentriert.

Neues Gerät aus Graphenbändern

Unter normalen Bedingungen sind Graphen-Nanobänder ausgezeichnete Halbleiter. Im Verlauf zahlreicher Experimente gelang es der Engineering-Gruppe jedoch, einen echten Durchbruch zu erzielen, nämlich metallisierte Bänder aus Halbleiterbändern herzustellen.

Laut einem der Autoren der Studie ist die Fähigkeit, ultradünne Metalldrähte aus Graphen herzustellen, ohne dass zusätzliche Legierungen erforderlich sind, ein entscheidender Durchbruch.

Um solche Bänder zu erhalten, nähten die Ingenieure sie buchstäblich zusammen und starteten dank des Temperatureffekts chemischer Prozess, der es ermöglichte, Nanobänder mit einer Länge von mehreren zehn Nanometern und einem bescheidenen Wert von 1,6 herzustellen Nanometer.

Nach Abschluss des Spleißprozesses und der Wärmebehandlung wurde festgestellt, dass die Bänder nun mit den elektronischen Eigenschaften von Metall ausgestattet waren. Darüber hinaus brachte, wie die Erfahrung gezeigt hat, jedes Segment nur ein Elektron in die Gesamtschaltung.

Die Wissenschaftler hörten hier nicht auf und es wurde beschlossen, eine von 100 Atombindungen geringfügig anzupassen, wodurch die sogenannte Metallizität des Bandes um das 20-fache erhöht werden konnte.

Tatsächlich ist diese Entdeckung schwer zu überschätzen, da sie ein sehr wichtiger Schritt für die Schaffung einer All-Carbon-Elektronik der Zukunft ist.

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