Era krzemu dobiegnie końca? Nowy materiał ma nad nim miażdżącą przewagę

Krzem stał się podstawowym materiałem do budowy układów scalonych. Jednakże nie jest on idealny, ponieważ jego właściwości jako półprzewodnika odbiegają daleko od oczekiwań. Amerykańscy inżynierowie odkryli, że istnieje inny związek chemiczny, który może z łatwością wyprzeć dominację krzemu – mowa o sześciennych cząsteczka arsenku boru. Czy to znaczy, że era krzemu dobiega końca?

Wraz z postępem miniaturyzacji układów elektronicznych pojawia się poważny problem przy ich konstrukcji. Chodzi o przegrzewanie się układów scalonych i wysoką emisję ciepła. Dlatego chociażby w komputerach muszą być zamontowane systemy chłodzenia. Arsenek boru zdaje się w sposób pasywny ochładzać temperaturę układów.

Czytaj też: Procesory z tworzyw sztucznych alternatywą dla krzemowych? Naukowcy wyszukali tani zamiennik

Problemem krzemu jest to, że nie jest dobrym półprzewodnikiem, zwłaszcza w przewodnictwie dziurowym (takim, gdzie opisywany jest ruch dodatnio naładowanej „dziury” w paśmie walencyjnym atomu). Sześcienne cząsteczki arsenku boru posiadają natomiast wysoką przewodność cieplną, więc przy konstruowaniu układów scalonych mogą rozwiązać wiele problemów.

Uwaga! Arsenek boru wkracza na salony. Czy era krzemu dobiegnie końca?

To nie były pierwsze badania nad arsenkiem boru – już wcześniej sprawdzano jego właściwości fizyko-chemiczne. W kompleksowej pracy naukowców z MIT, Uniwersytetu w Houston, Teksańskiego Uniwersytetu w Austin i Boston College stwierdzono, że związek chemiczny posiada wszystkie najlepsze cechy półprzewodnika i może z powodzeniem zastąpić krzem w układach elektronicznych.

Czytaj też: Tandemowe ogniwa fotowoltaiczne z nowym rekordem. Jednak brakuje im odporności ogniw krzemowych

Przewodność cieplna arsenku boru jest 10 razy wyższa od krzemu. Związek jest nie tylko najlepszym półprzewodnikiem, ale także stawia się go na podium wśród najlepszych wszystkich materiałów pod tym względem obok diamentu i azotku boru wzbogaconego izotopowo.

Czytaj też: Krzemowe nanodruty wytrzymują w wysokich temperaturach, a jedna zaskoczyła samych naukowców

Przed naukowcami teraz największe wyzwanie. Muszą znaleźć praktyczne zastosowanie materiału – nie tylko produkcja jego w ilościach masowych należy do istotnych, ale to jak można układy scalone na nim opierać. Sami badacze wskazują, że przed nimi jeszcze wiele pracy w tym zakresie (oraz potrzeba znalezienia ogromnych funduszy).