Nature - Dasiravno grafen že vse od njegovega odkritja pred dvajsetimi leti, za kar sta Andre Geim in Konstantin Novoselov leta 2010 prejela tudi Nobelovo nagrado, označujejo kot čudežni material, ima nekaj pomanjkljivosti. Resda je zelo trden, a hkrati upogljiv, električno prevoden, poceni in enostaven, kar pa za proizvodnjo elektronskih komponent še ni dovolj. Za čipe, kot jih poznamo danes, potrebujemo polprevodnike, ki imajo ustrezno mobilnost elektronov in širino prepovedanega pasu. Grafen tega nima.

Na Georgia Institute of Technology v Atlanti so v sodelovanju s kitajskimi kolegi iz Tianjina izdelali grafen, ki se obnaša kot polprevodnik, iz katerega bi bilo vsaj teoretično možno izdelati čipe. Kitajski in ameriški mediji dosežek slavijo kot ključno odkritje na področju grafena, ki ga bo pripeljalo v računalnike, a to še ni gotovo. Nedvomno pa gre za pomemben dosežek, o katerem pišejo v reviji Nature.

Raziskovalci so vzgojili grafen na monokristalu silicijevega karbida, čemur...

IEEE Spectrum - Nizozemski raziskovalci so naposled uspeli napraviti zlitino silicija in germanija, ki seva svetlobo. To odpira vrata do silicijevih laserskih diod za optične povezave, ki bi jih bilo mogoče zgraditi med samim nastankom procesorjev.

Medtem ko se gigantske količine podatkov po internetu prevažajo po optičnih vlaknih, pa v samih računalniških čipih ničle in enice če vedno potujejo po bakrenih žičkah. In to kljub temu, da je takšen način počasnejši in energijsko potratnejši od svetlobnega. Razlog je v temeljnih značilnostih polprevodniškega silicija, na katerem slonijo integrirana vezja. Po eni strani je ta material poceni in ga je mogoče enostavno obdelovati. Po drugi pa spada med tako imenovane polprevodnike z indirektno energijsko vrzeljo. Njegov prepovedani pas v energijskih stanjih, ki ga mora elektron prečiti, da pride iz valenčnega v prevodni pas, skriva dodatne kaprice: najnižja energijska vrednost prevodnega pasu je zamaknjena glede na najvišjo vrednost valenčnega....

Slo-Tech - Že dolgo nismo napisali nič o baterijah niti o novem čudežnem materialu grafenu, sedaj pa bomo pokrili kar oboje. Raziskovalci iz Samsunga namreč poročajo, da so iznašli način, kako lahko z uporabo grafena kapaciteto litij-ionskih baterij povečajo skoraj za polovico in hkrati za petkrat skrajšajo čas polnjenja. O dosežku podrobno pišejo v reviji Nature.

Grafen je enoslojna različica grafita, kjer so ogljikovi atomi povezani s tremi sosedi v šesterokotnem vzorcu. V grafitu je več takšnih plasti naloženih ena nad drugo, medtem ko je za grafen značilen en sam tak sloj. Zaradi tega je grafen prožen in upogljiv, a hkrati trden, stabilen in prevoden. Raziskovalci iz Samsunga so odkrili, kako lahko grafen nanašajo na nanodelce silicijevega dioksida, iz česar dobijo...

Slo-Tech - Tretji dan razglasitev prejemnikov Nobelovih nagrad je tradicionalno posvečen kemiji. Danes smo tako izvedeli, da so letošnji nagrajenci na področju kemije švicarski biofizik Jacques Dubochet, ameriški biofizik Joachim Frank in škotski fizik Richard Henderson. Nagrado prejmejo za razvoj krioelektronske mikroskopije za določitev strukture biomolekul v raztopinah z visoko ločljivostjo. Letošnji nagrajenci so razvili metodo, s katero lahko danes opazujemo posamezne...

Slo-Tech - Raziskovalci z univerze v nizozemskem Delftu in iz španskega podjetja Graphenea so nepričakovano odkrili, da bi lahko grafenski dvosloj uporabljali tudi za izdelavo zaslonov z zelo visoko ločljivostjo. Da, to je tisti grafen, čudežni material iz Manchestra, ki naj bi bil največje odkritje na področju materialov na prelomu tisočletja.

Na silicijevi površini, prekriti z dvoslojnim grafenom, so silicijeve praznine, velike 13 mikrometrov, ustvarile tako imenovane grafenske mehurčke. Izdelati so želeli senzorje, a se je grafenska opna na površini preveč premikala v odvisnosti od tlaka. To je povzročalo različen lom svetlobo in s tem različno obarvanje. Mehanizem je isti, ki povzroča tudi barvne lise na oljnih madežih na cesti. Senzorja na ta način ni...

Slo-Tech - Pri miniaturizaciji tranzistorjev in drugih elektronskih komponent počasi trkamo ob fizikalne omejitve, zato so znanstveniki prisiljeni iskati nove metode in nove materiale. Pod 5 nm s silicijem ne bo šlo, ker so kvantni učinki elektronov pri tako majhnih razsežnosti premočni. Še manjši tranzistor, ki ima 1-nm vrata iz ogljikove nanocevke, pa so uspeli izdelati na Berkeleyju, s čimer je to tudi najmanjši tranzistor. V resnici je sam tranzistor precej velik, ima pa najmanjšo komponento, kar je prvi korak k razvoju resnično drobcenega tranzistorja.

Ključna materiala novega tranzistorja sta molibdenov disulfid (MoS₂) in ogljikove nanocevke. Molibdenov disulfid so uporabili kot polprevodniški material, saj so elektroni v njem slabše mobilni kot v siliciju, kar je...

Nobelove nagrade - Švedska akademija znanost je sporočila, da letošnjo Nobelovo nagrado za dosežke na področju fizike prejmejo britanski fiziki David J. Thouless (polovico nagrade), Duncan Haldane in John M. Kosterlitz (vsak četrtino) za teoretična odkritja topoloških faznih prehodov in topoloških faz snovi. Ta Nobelova nagrada ima tudi bežen slovenski priokus, saj je v Londonu rojen Duncan Hadane po materi Slovenec.

Thouless, Haldane in Kosterlitz raziskujejo nenavadna stanja snovi, kamor sodijo na primer superprevodniki, superfluidne tekočine in tanki magnetni filmi. Agregatnih stanj, kakor jih po nemškem zgledu nekoliko neposrečeno imenujemo v slovenščini, je v osnovi pet: poleg plinastega, kapljevinastega in trdnega ne smemo pozabiti še na plazmo pri visokih temperaturah in Bose-Einsteinov...

IBM - Raziskovalcem iz IBM-a je uspelo doseči pomemben preboj v razvoju tranzistorjev, ki odpira možnost zamenjave silicija z ogljikovimi nanocevkami, kar bo omogočilo nadaljnji miniaturizacijo in pospešitev čipov. Dosežek so danes objavili v prestižni znanstveni reviji Science, kar priča o odmevnosti odkritja.

Pri zmanjševanju litografije postajajo čedalje pomembnejši kvantni efekti, zaradi katerih se tranzistorji vedejo vedno manj kot tranzistorji. V klasičnih tranzistorjih se pojavi problem uhajanja elektronov iz vrat v kanal, ki mora biti čim manjše. Ogljikove nanocevke so privlačna alternativa za silicij, a imajo svoje pomanjkljivosti. Ena izmed njih je naraščajoča upornost pri miniaturizaciji kovinski kontaktov. Da bi lahko...

Slo-Tech - Odkritje grafena leta 2004, ki ima številne uporabne lastnosti in za katerega odkritje je bila podeljena tudi Nobelova nagrada za fiziko leta 2010, je sprožilo iskanje analogov iz drugih spojin. Od grafena se pričakuje veliko tudi na področju elektrotehnike, prav pa bi prišli tudi sorodni materiali, ki bi imeli še boljše lastnosti. Silicen je silicijev ekvivalent grafena, v zadnjem času pa se pogosto...

Slo-Tech - Raziskovalci s tehniške univerze Swinburne v Melbournu so uspeli uporabiti grafen za izdelavo pravih 3D-hologramov, za ogled katerega ne potrebujemo posebnih 3D-očal. Medtem ko si filmska industrija želi hologramov že vse od Vojne zvezd leta 1977, realnost caplja nekoliko zadaj in za solidne upodobitve terja uporabo posebnih očal. O novem odkritju zato poročajo v najnovejši številki Nature Communications.

Prste vmes ima ponovno vmes čudežni material grafen, za odkritje katerega je bila leta 2010 podeljena Nobelova nagrada za fiziko. Poenostavljeno gre za en atom debelo plast ogljikovih atomov v grafitnem monosloju, ki ima posebne električne in optične lastnosti, zato od...

Slo-Tech - Grafen, en atom debela ploskev ogljikovih atomov, ki obljublja revolucijo v proizvodnji tranzistorjev in kasneje procesorjev, ima v težjem bratu resno konkurenco. Pred tremi leti so odkrili njegov silicijev analog, tako imenovani silicen, kakor imenujemo en atomov debelo ploskev silicijevih atomov. Sedaj smo dobili prve tranzistorje iz silicena, ki so jih razvili na univerzi v Austinu v Texasu. Obljubljajo vse tisto kot Angleži (grafen so odkrili v Manchestru) in še več. Članek so objavili v Nature.

Silicen trpi zaradi istih lastnosti, ki so preprečile silicijevi kemiji, da bi se razrasla do velikosti organske kemije. Čeprav je silicij v isti skupini kot ogljik in tvori štiri vezi, so te vezi bistveno šibkejše. Silicij je zato reaktivnejši in pri zemeljskih pogojih zapletene silicijeve verige s stranskimi skupinami enostavno niso stabilne. Tudi...

Nature - Raziskovalci so eksperimentalno pokazali, da je molibdenov sulfid (MoS₂) v obliki ene same plasti piezoelektričen. To pomeni, da deformacija materiala povzroči nastanek električne napetosti, ki jo lahko izkoristimo za opravljanje koristnega dela. Odkritje ima potencial zlasti za proizvodnjo pametnih električnih naprav, ki jih bomo nosili (wearable electronics) in jim bo treba nekako zagotavljati dovolj električne energije za delovanje, in za električne merilnike.

Piezoelektričnost ni nov pojav in tudi materiale, ki ga izkazujejo, že dolgo poznamo. Prav nasprotno, piezoelektrični efekt sta brata Paul-Jacques in Pierre Currie odkrila že leta 1880, do danes pa ga rutinsko uporabljamo v širokem spektru aplikacij - od elektronskih mikroskopov do pametnih telefonov. Zavoljo tega je tudi atomsko ozadje sorazmerno dobro preiskano.

Samo materiali s polarizirnimi domenami (npr....

Extremetech - Že precej časa nismo pisali o prebojih na področju grafena, za katerega njegovi raziskovalci verjamejo, da bo v prihodnosti zaradi svojih lastnosti - kot so visoka električna in toplotna prevodnost ter trdnost - nadomestil kopico materialov, tudi silicij v čipih. Sedaj je Samsung sporočil, da je njihov SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology) v sodelovanju z Univerzo Sungkyungkwan odkril metodo za pripravo velikega monokristala (pravzaprav monoplasti) grafena, ki sede na čip.

Grafen, ki ga trenutno proizvajajo po svetu, ima več kristalnih rešetk. Sintetizirajo se majhni delci urejenega grafena, ki se potem naključno združijo v veliko plast grafena, kar pa poslabša električne in mehanske materiala, zaradi česar je manj primeren za komercialno uporabo.

...

Nature - Raziskovalci iz IBM Researcha v Zürichu in tamkajšnje Tehniške univerze (ETH) poročajo o pomembnem dosežku na področju spintronike, ki ima pomembne posledice za razvoj novih vrst pomnilnika. Spintronika je relativno mlado tehniško področje, kjer poleg električnega naboj elektronov izkoriščamo tudi njihov spin, ki znaša 1/2, in pripadajoč magnetni moment. Tega je bilo doslej nemogoče zakleniti za dovolj dolgo obdobje, sedaj pa je znanstvenikom uspelo spinsko stanje sistema elektronov ohraniti za dobro nanosekundo.

Doslej so znali držati spine elektronov v usmerjenem stanju le nekaj deset pikosekund, kar je...

Nature - Nemški raziskovalci so premagali še eno oviro na poti k tranzistorjem iz grafena, o katerih poslušamo zadnja leta in naj bi bili spričo domala čudežnih lastnosti grafena bistveno hitrejši od današnjih silicijevih. Ena večjih težav pri njihovi izdelavi je prevodnost grafena, saj je ta odličen prevodnik električnega toka in tako sicer v teoriji obljublja čipe s frekvencami prek 100 GHz, a žal ni polprevodnik (nima prepovedanega pasu ustrezne širine), ki jih potrebujemo za izdelavo tranzistorja. Znanstveniki s Friedrich-Alexandrove Univerze Erlangen-Nürnberg so iznašli postopek, ki omogoča ta problem obiti.

Uporabili so...

Extremetech - Grafen vse bolj postaja čudežni material 21. stoletja, saj se njegove mnogotere uporabnosti kar množijo. Na naši strani smo v prvi vrsti navdušeni nad grafenskimi čipi, tranzistorji in vezji, ki bi v prihodnosti mogli nadomestiti silicijeve in za več velikostnih razredov pohitriti računalnike, a to ni edina zmožnost njegove uporabe. Že pred leti so znanstveniki ugotovili, da je grafen tudi najtrši znani material, na MIT-u pa so v zadnjem času pokazali, da ga lahko uporabljamo tudi za razsoljevanje vode.

Razsoljevanje morske vode je dandanes sorazmerno drag postopek, ki ga...

BBC - Pred tremi leti smo pisali o dosežku IBM Züricha, kjer so uspeli slikati aromatsko molekulo pentacena z mikroskopom na atomsko silo. Čeprav lahko atome "gledamo" že več deset let z uporabo vrstičnega tunelskega mikroskopa in transmisijskega elektronskega mikroskopa, je molekule, ki so sicer večje, teže opazovati. Paradoks je posledica manjše stabilnosti molekul od atomov, ki se lahko pri agresivnem pristopu razletijo. Tehnika je do danes napredovala in vse vedno pogosteje uporabljala. Sedaj so jo znanstveniki z Univerze v Warwicku, IBM-u Zürich in Kraljevem kemijskem združenju pripravili najmanjše mogoče olimpijske kroge in jih posneli...

Physical Review Letters - Najbolj slaven material zadnjih let je grafen, za odkritje katerega je bila predlani podeljena celo Nobelova nagrada za fiziko. Grafen je material z najvišjo znano električno prevodnostjo, ki ima še cel kup drugih koristnih lastnosti (Kondov efekt, samohlajenje ...), zaradi česar pričakujemo njegovo uporabo kot nadomestek silicija v izdelavi grafenskih tranzistorjev, čipov in vezij ter procesorjev. Grafen sicer ima nekaj pomanjkljivosti; predvsem da ni klasičen polprevodnik. Grafen namreč nima vrzeli (prepovedanega pasu) med valenčnim in prevodnim energijskim pasom, zato je bilo nekoliko teže izdelati tranzistor iz njega, ne...

Slo-Tech - Danes točno ob 11.45 uri po srednjeevropskem poletnem času je Švedska kraljeva akademija znanosti objavila prejemnika letošnje Nobelove nagrade za fiziko. Za svoj doprinos k znanosti na področju fizike sta nagrado prejela 51-letni v Rusiji rojeni znanstvenik z nizozemskim državljanstvom Andre...

PhysOrg.com - Grafen je, poleg germanija, že nekaj časa v mislih razvijalcev čipov kot potencialni nadomestek za silicijeve polprevodnike. Zamenjava silicija bo v nekaj letih nujna, saj bomo sicer imeli vedno požrešnejše oz. komaj kaj hitrejše procesorje. IBM je že predstavil tranzistorje iz grafena, ki so tekli pri kar 100 GHz, zdaj pa je odkrit tudi način, kako iz grafena izdelati kar vezja.

Grafen je velikanska molekula, sestavljena iz ogljikovih atomov, ki je ravninske, dvodimenzijske narave. Med seboj se vežejo obroči iz šestih atomov, po celotni ravnini pa lahko teče električni tok. Zato grafit, ki je sestavljen iz plasti grafena, elektriko prevaja le v eni ravnini, medtem ko je v drugih, nanjo pravokotnih, ne. Profesorja z Univerze...

Ars Technica - Razvijalci procesorjev so trčili v fizikalne omejitve višanja takta procesorjev, zato že nekaj časa razvoj poteka predvsem v smer tlačenja več jeder na en kos silicija in paralelizacije procesov. Za bistveno višje takte bo potrebno spremeniti fundamentalne pristope in prav to počnejo v IBM-u. V reviji Science poročajo o novih tranzistorjih, ki naj bi bili zgrajeni iz grafena (to je en atom debela plast sp² hibridiziranih ogljikovih atomov; več takih plasti skupaj tvori grafit).

Grafen je dobra izbira,...

TG Daily - Raziskovalci z Rice University poročajo o odkritju novih pomnilniških celic, ki so sestavljene iz grafenskih plasti. Tako pripravljene celice so petkrat gostejše od konvencionalnih, hkrati pa za delovanje potrebujejo manj energije. Grafen je ime za eno plast sp²-hibridiziranih ogljikovih atomov v šesterokotni kristalni mreži, iz katerih je zgrajen grafit. Zaradi elektronskega oblaka elektronov iz nehibridizirane p-orbitale je polprevodnik.

V svojih izsledkih navajajo cel kup prednosti. Nov material je tanjši od trenutnih čipov (10 nm v primerjavi s 45 nm) in potrebuje le dva priključka in ne treh, zaradi česar jih bo mogoče zlagati v treh...

BBC - Globalna industrija polprevodnikov je trenutno zgrajena "iz peska", saj podjetja izdelujejo mikročipe iz silicija, ki naj bi ga do leta 2020 prenehali uporabljati. Zato raziskovalci že iščejo materiale, s katerimi bi ga lahko zamenjali. Pred kratkim je uspelo skupini znanstvenikov z Univerze v Manchestru zgraditi najmanjši tranzistor na svetu, ki je debel enega in širok 10 atomov.


Miniaturno stikalo za vklop in izklop so naredili s pomočjo Grafena – materiala, ki sestavlja grafit. Dr....