»

InGaAs bi lahko v prihodnosti nadomestil silicij

Shema MOSFET-a InGaAs

Slo-Tech - Tranzistorji so dandanes sestavljeni v glavnem iz silicija, ki mu polprevodniške lastnosti izboljšajo z dopiranjem z elementi z več ali manj elektroni (in dobimo n in p plast), ni pa to samoumevno. V preteklosti so jih izdelovali tudi iz germanija, še danes pa se za nekatere nišne uporabe izdelujejo tudi iz galijevih, arzenovih, indijevih, germanijevih in ogljikovih zvrsti. Obetaven kandidat je tudi indij-galijev arzenid (InGaAs), ki so ga že v preteklosti intenzivno preiskovali, a je širšo uporabnost preprečilo slabše delovanje v nizkem merilu. Moderni tranzistorji so namreč nanometrskih dimenzij.

Raziskovalci z MIT so pokazali, da to poslabšanje ni vrojena lastnost materiala, temveč je posledica oksidnih ionov. InGaAs ima številne zaželene lastnosti, zaradi katerih je dober kandidat za izdelavo tranzistorjev. Omogoča hitro preklapljanje tranzistorjev in delovanje pri nizkih napetostih, kar bi v praksi pomenilo doseganje višjih frekvenc in zmanjšanja porabe električne energije....

0 komentarjev

Silicijeva zlitina, ki seva svetlobo

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....

6 komentarjev

Samsung litij-ionske baterije izpopolnjuje z grafenom

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...

24 komentarjev

Pozabite grafen, prihaja fosforen

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...

13 komentarjev

Samsung odkril metodo za proizvodnjo velikih monokristalov grafena

Z leve: grafit, ekspandiran grafit, grafen.

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.

...

4 komentarji

Odkrit silicijev analog grafena - silicen

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...

17 komentarjev

IBM sintetiziral prvo grafensko vezje

Science Blog - Lani in letos je hit poletja grafen, katerega raziskave so po lanski podelitvi Nobelove nagrade za fiziko deležne precej več publicitete (IBM-ovi tranzistorji, Kondov efekt, samohlajenje itn.). V novi številki revije Science pa IBM poroča o izdelavi prvega integriranega vezja iz grafenske rezine. Vsi primerki tranzistorjev, ki so jih bili pripravili doslej, so bili posamični in manjši.

Težavno je zlepiti skupaj grafenske...

6 komentarjev

Grafen navsezadnje nadomestek silicija?

Mikroskopske žice

vir: PhysOrg.com
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...

25 komentarjev

Grafenski tranzistorji obljubljajo 100 GHz

Shematski prikaz tranzistorja in rezine z njimi

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,...

44 komentarjev