دانشمندان پس از ۱۰ سال مطالعه، سرانجام اولین نیمه‌هادی کاربردی مبتنی بر گرافن در جهان را ساخته‌اند. این فناوری در محاسبات کوانتومی و سنتی کاربرد خواهد داشت.

محققان مؤسسه فناوری جورجیا در آتلانتا به‌ تازگی مقاله‌ای را در Nature منتشر کرده‌اند. در این مقاله به تولید اپی‌گرافن از کاربید سیلیکون (SiC) پرداخته شده است. گرافن اپیتاکسیال نیمه‌رسانا (SEC) که همچنین از آن به‌ عنوان اپی‌گرافن یاد می‌شود، تحرک الکترون بسیار بیشتری نسبت به سیلیکون دارد.

به گفته «والت دی هیر» استاد فیزیک مؤسسه فناوری جورجیا در این رویکرد الکترون‌ها می‌توانند ۱۰ برابر سریع‌تر از ترانزیستور‌های مبتنی بر سیلیکون سنتی حرکت کنند. با این‌ وجود، تراشه‌هایی که از اپی‌گرافن ساخته شده‌اند، می‌توانند به‌ طور بالقوه چرخه‌هایی در محدوده تراهرتز داشته باشند.

نحوه ساخت اولین فناوری گرافن نیمه‌رسانا

برای ساخت این فناوری، ابتدا دو تراشه درون یک بوته آهنگری گرافیتی چیده می‌شود و سپس درون یک لوله کوارتز آرگون پیچیده‌شده با لوله مسی قرار می‌گیرند. پس از آن جریان فرکانس بالا از طریق سیم‌پیچ مسی فرستاده می‌شود و بوته گرافیتی را برای حدود یک ساعت تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کند.

سیلیکون از سطح تراشه‌ها تبخیر می‌شود و جای خود را به کربن می‌دهد و یک لایه گرافن دو بعدی (تک اتمی) را می‌سازد. سپس با گرم‌کردن گرافن تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد، اپی‌گرافن روی یک بستر کاربید سیلیکون ایجاد می‌شود.

به گفته دی هیر، فرایند ساخت این فناوری نسبتاً ارزان است. او توضیح می‌دهد: «تراشه‌هایی که ما استفاده می‌کنیم حدود ۱۰ دلار، بوته حدود ۱ دلار و لوله کوارتز حدود ۱۰ دلار قیمت دارند.»

با این‌ وجود، دی هیر توضیح می‌دهد که برای تعیین این موضوع که آیا فناوری ساخته‌ شده توسط آن‌ها نسبت به ابررسانا‌های مورد استفاده در کامپیوتر‌های کوانتومی معاصر مناسب‌تر هستند یا خیر باید مطالعات بیشتری انجام شود.

منبع: دیجیاتو