Izvor: Politika, 25.Dec.2007, 13:00 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Tranzistor od jednog atoma
Tranzistori tanji od četvrtine najužih današnjih silicijumskih i - po svemu sudeći delotvorniji - sklapaće se od tanušnih ugljenikovih listića, tek desetinku nanometra (milioniti deo milimetra) debelih! Naučnici sa Univerziteta Mančester (Velika Biritanija) upravo su pokazali da je to izvodljivo.
Nasuprot ostaloj sabraći nanometarskih razmera, novi ne iziskuju ni suviše složen postupak izrade, ni (kriogensko) hlađenje na veoma niskim temperaturama. Od čega su, dakle, satkani?
Odgovor >> Pročitaj celu vest na sajtu Politika << se sastoji u jednoj jedinoj reči - od grafena. A šta su to grafeni? Istanjeni ugljenikovi listići do veličine atoma poređani u svojevrsna "pčelinja saća". Grafeni su satkani od grafita, jednog od (pojavnih) oblika ugljenika - nama poznatijeg po olovkama za pisanje još iz najranijih školskih dana - naslagani u slojevima i ugljeničnim nanocevčicama (umotani u malecne cevčice).
Zauzdani elektroni
Odlikuju se velikom električnom provodljivošću, propuštajući većom brzinom elektrone bez rasipanja između atoma od većine materijala koji se koriste u mikroelektronici. U krajnjem to znači da imate na raspolaganju brže, delotvornije i štedljivije (manja potrošnja energije) sastojke čipova. Privlačno, zar ne?
Prvi tranzistori od grafena prikazani su 2004. godine, ali su imali prekide u opstrujavanju elektrona i nisu se isključivali, svojeglavo preskačući s jednog na drugi atom ugljenika. Andre Gejm je nedavno sa svojim saradnicima napravio grafenske tranzistore koji nisu gubili struju, zato što je nadziran učinak svakog pojedinačnog elektrona. Načinjeni su od veoma tankih vrpčica, užih od deset nanometara (nano-ribbon) debelih samo jedan jedini atom - deseti deo nanometra!
Ova grafenska pantljičica, u stvari, ograničava neobuzdano skakutanje nestašnih elektrona unaokolo. Drugim rečima, osigurava nesmetan tok energije u kvantnim uslovima (svet golim okom nevidljivih čestica). Za tu svrhu služi električno polje kojim se i uključuje i isključuje protok elektrona.
Sprava još nije osposobljena za sobne temperature, ali se - za razliku od ostalih tranzistora slične veličine - prilično lako sastavlja (od savijenih nanocevčica). Majušna traka je srce naprave, sa svim vezama, a iseca se od grafenskih listića postupkom elektronske litografije (urezivanje). Istim onakvim koji se koristi za proizvodnju silicijumskih uređaja.
"Grafen je mogući naslednik silicijuma", objašanjava Andre Gejm, član istraživačke družine koja ga je pre tri godine prvi put načinila.
Očekuje se da će računarske kompanije povećati ulaganja u ova istraživanja, jer novi ugljenikov materijal obećava u mnogim područjima. Prvi tanušni listići još nisu dovoljno podesni za podešavanje osobina, ali ako se naslažu u dva sloja - svojstva se poboljšaju. U tom slučaju, lako se nadgleda gustina protoka elektrona, što je od suštinske važnosti.
Mreškanje talasića
Skorašnjim naučnim člankom, objavljenim u uglednom časopisu "Priroda" (Nature) Andre Gejm je dokazao da je grafen postojan, uprkos istanjivanju do prečnika jednog jedinog atoma. Čak i toliko tanak u ogledima je sačuvao dvodimenzionalnu kristalnu rešetku, što su teorijska razmatranja nagovestila. U poduhvatu su učestvovali istraživači Maks Plankvog instituta iz Štutgarta (Nemačka) i sa Redbaund univerziteta u Nijmegenu (Holandija).
Postojanost i čvrstoću jedino mogu ugroziti nasumični sudari sa okolnim česticama.
U opitu je komadić grafena položen na silicijum i stavljen preko metalne rešetke. Kiselina je nagrizla silicijum, ostavivši grafen nataložen u šupljinama od 500 nanometara. Kroz elektronski mikroskop je opaženo da se on namreškao u vidu sićušnih talasića - debelih samo jedan, a širokih oko 25 nanometara.
Naučnici su se iznenadili što se nije sasvim ispravio kao da je - ispeglan. I pored toga, dokazali su da je moguće izvesti najtanje, ikad zamišljeno tkanje, debljine jednog jedinog atoma, koje su nazvali - grafen. Imamo posla sa prirodnom građom - veoma laganom, čvrstom i prilagodljivom - koju je moguće preoblikovati u milijarde sprava i spravica. Nešto slično je postignuto prožimanjem svakodnevnog života raznovrsnim polimerima.
Grafeni se ponašaju slično nanocevčicama od fulerena (ugljenik-60) otkrivenim pre dvadesetak godina (Robert Kerl, Harold Kroto i Ričard Smoli ovenčani su Nobelovom nagradom 1996) čijoj porodici pripadaju. Ako bi se, poput pomenutih srodnika, savili u vidu cevčica doživeli bi na hiljade primena.
Samo pre jedne decenije ugljenikove cevčice su dostizale jedva mikron, danas ih izrađuju u dužini od nekoliko santimetara. Na isti način izvlačiće se od grafena, jer tome nema nikakvih prepreka.
Za početak dovoljno je da nagovestimo računare od jednog atoma!
[objavljeno: ]
