science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Graphenes Big Mac maakt nieuwe generatie chips

Artistieke impressie van grafeen moleculen. Krediet:Universiteit van Manchester

's Werelds dunste, sterkste en meest geleidende materiaal, ontdekt in 2004 aan de Universiteit van Manchester door professor Andre Geim en professor Kostya Novoselov, heeft het potentieel om de materiaalwetenschap te revolutioneren.

Door de opmerkelijke eigenschappen van grafeen aan te tonen wonnen de twee wetenschappers vorig jaar de Nobelprijs voor de natuurkunde en de Britse minister van Financiën George Osborne heeft zojuist plannen aangekondigd voor het opzetten van een onderzoekscentrum voor grafeen van £ 50 miljoen.

Nutsvoorzieningen, schrijven in het journaal Natuurfysica , het team van de Universiteit van Manchester heeft voor het eerst aangetoond hoe grafeen in elektronische circuits er in de toekomst waarschijnlijk uit zal zien.

Door twee vellen grafeen te sandwichen met een ander tweedimensionaal materiaal, boornitraat, het team creëerde de grafeen 'Big Mac' - een vierlaagse structuur die de sleutel zou kunnen zijn tot het vervangen van de siliciumchip in computers.

Omdat er twee lagen grafeen zijn omgeven door het boornitraat, hierdoor hebben de onderzoekers voor het eerst kunnen observeren hoe grafeen zich gedraagt ​​​​als het niet wordt beïnvloed door de omgeving.

Dr. Leonid Ponomarenko, de leidende auteur op het papier, zei:"Het creëren van de meerlaagse structuur heeft ons in staat gesteld grafeen te isoleren van negatieve invloeden van de omgeving en de elektronische eigenschappen van grafeen te beheersen op een manier die voorheen onmogelijk was.

"Tot nu toe hebben mensen grafeen nog nooit als een isolator gezien, tenzij het doelbewust is beschadigd, maar hier wordt grafeen van hoge kwaliteit voor het eerst een isolator."

De twee lagen boornitraat worden niet alleen gebruikt om twee grafeenlagen te scheiden, maar ook om te zien hoe grafeen reageert wanneer het volledig wordt ingekapseld door een ander materiaal.

Professor Geim zei:"We zijn voortdurend op zoek naar nieuwe manieren om de opmerkelijke eigenschappen van grafeen aan te tonen en te verbeteren."

"De nieuwe fysica die we rapporteren buiten beschouwing laten, technologisch belangrijk is onze demonstratie dat grafeen ingekapseld in boornitride het beste en meest geavanceerde platform biedt voor toekomstige grafeenelektronica. Het lost verschillende vervelende problemen op over de stabiliteit en kwaliteit van grafeen die lange tijd als donkere wolken boven de toekomstige weg voor grafeen-elektronica hingen.

Dat hebben we op kleine schaal gedaan, maar de ervaring leert dat alles met grafeen kan worden opgeschaald."

"Het zou slechts een kwestie van enkele maanden kunnen zijn voordat we grafeentransistors hebben ingekapseld met betere eigenschappen dan eerder aangetoond."

Grafeen is een nieuw tweedimensionaal materiaal dat kan worden gezien als een monolaag van koolstofatomen die in een hexagonaal rooster zijn gerangschikt.

Zijn opmerkelijke eigenschappen kunnen leiden tot buigzame, touchscreen telefoons en computers, lichtere vliegtuigen, behangdunne HD-tv's en supersnelle internetverbindingen, er enkele noemen.