Графен открывает новую волну сверхбыстрой электроники

Одно из предполагаемых применений графена - создание сверхбыстрых транзисторов. Это связано с его способностью проводить электроны со скоростью, близкой к скорости света. Кроме того, графен гибкий и прочный, что делает его идеальным для различных производственных процессов. Единственным препятствием для этого является то, что графен настолько эффективен в электронном отношении, что считается, что у него нет полосовой щели. Промежуточная зона - это диапазон энергий, в котором не может существовать ни одно электронное состояние, а значит, нет и проводимости.

Графен, лист атомов углерода толщиной в одну молекулу, обладающий удивительными свойствами, был выдвинут в качестве потенциально революционного материала для интегральных схем, транзисторов, батарей, солнечных батарей и многого другого. Полупроводники имеют небольшие, но ненулевые зазоры, позволяющие им очень быстро переключаться между состояниями. Попытка искусственно создать зазоры в двухслойном графене для модуляции тока оказалась неэффективной по нескольким причинам. Главная причина заключается в том, что при наложении отдельных листов графена для создания бислоя, необходимого для электроники, возникают крошечные несоответствия, которые приводят к миниатюрному искривлению конечного продукта, что сильно сказывается на электрических свойствах.

Спектрографические исследования показывают, что при скручивании графена образуются безмассовые фермионы Дирака - электроны, которые ведут себя подобно фотонам. Это означает, что они не подвержены воздействию зазоров, которые исследователи пытались создать в бислойном графене. Из-за этого графен вряд ли появится в высокопроизводительных интегральных схемах в ближайшие несколько лет. Однако сейчас разрабатывается множество других, менее строгих, применений графеновой электроники с использованием имеющегося материала.

• Сенсорные экраны, обладающие лучшей выносливостью по сравнению с эталонными материалами.
• Электронная бумага с высоким коэффициентом пропускания монослоя графена.
• Складные (гибкие) OLED. Графен с высоким электронным качеством имеет возможность сгибаться менее чем на 5 мм.
• Высокочастотный транзистор.
• Логический транзистор с высокой подвижностью.
• Фотодетекторы.

Современные компьютерные чипы располагаются на кремниевых пластинах, но в компьютерах будущего вместо них могут использоваться нанотрубки, изготовленные из графена. Они считаются будущим производства транзисторов, поскольку эти структуры обладают превосходными свойствами. В будущем исследователям графена необходимо улучшить качество синтетического графена и изучить его свойства в условиях, соответствующих технологиям.