Pierwszy takowy powstał za oceanem, a członkowie zespołu badawczego porównują swój wyczyn do… historycznego lotu braci Wright. O szczegółach swoich dokonań piszą na łamach Nature, wyjaśniając, że jednym z głównych zastosowań takich półprzewodników powinny być obliczenia kwantowe. Te torują z kolei drogę do przełomów z wielu różnych dziedzin, od materiałoznawstwa, przez medycynę, aż po badania nad kosmosem.
Czytaj też: Przyspieszyli transport protonów przez grafen. Efekt jest oszałamiający
Gdyby jakimś cudem umknęły wam informacje na temat grafenu, to warto przypomnieć, iż ma on formę dwuwymiarowej struktury, wyglądem przywodzącej na myśl plaster miodu. Grafen powstaje, gdy pojedyncza warstwa atomów węgla organizuje się w sześciokątną siatkę i wykazuje szereg przydatnych właściwości. Na liście wymienia się między innymi wysoki stopień przewodnictwa elektrycznego, wytrzymałość mechaniczną oraz imponującą elastyczność.
Z kolei półprzewodniki to takie materiały, które wykazują przewodnictwo w określonych warunkach. Są one stosowane na przykład w przemyśle elektronicznym, a grafenowy wariant powinien być szczególnie przydatny jako alternatywa dla krzemu. Ten ostatni zbliża się bowiem do granic swoich możliwości, a przecież zapotrzebowanie na takie elementy nie spadnie. Wręcz przeciwnie: cały czas rośnie, natomiast inżynierowie dążą do miniaturyzacji urządzeń elektronicznych, w czym powinien pomóc grafen.
Wykonany z grafenu półprzewodnik stanowi kuszącą alternatywę dla powszechnie wykorzystywanego, ale dobijającego do granic swoich możliwości krzemu
Według samych zainteresowanych, zaprojektowany przez nich półprzewodnik wykazuje ruchliwość 10-krotnie wyższą niż mierzona w przypadku krzemu. Kluczem do sukcesu okazała się metoda układania grafenu na płytkach z węglika krzemu. Tak powstał grafen epitaksjalny, czyli pojedyncza warstwa przylegająca do powierzchni kryształu węglika krzemu. Jak wykazały dalsze badania, taki grafen wiąże się chemicznie z węglikiem krzemu i wykazuje półprzewodnictwo.
Czytaj też: Dodali jeden składnik i poprawili przewodność miedzi. Skorzystamy na tym wszyscy
Niestety, nie obyło się bez problemów, ponieważ naukowcy ze Stanów Zjednoczonych musieli zmierzyć się z brakiem tzw. przerwy energetycznej. Takowa sprawia, że w układzie nie ma elektronów o energii z określonego przedziału. I choć różne zespoły badawcze próbowały uporać się z tym ograniczeniem, to dopiero przedstawicielom Georgia Tech udała się taka sztuka. Jak wyjaśniają, dzięki zaimplementowanemu przez nich rozwiązaniu możliwe jest utworzenie przerwy energetycznej, co stanowi wielkie ułatwienie w kontekście produkcji elektroniki z grafenem w składzie. To z kolei otwiera drogę do potencjalnej rewolucji z tą formą węgla na czele.
