Grafenowa elektronika przyszłości

Grafen, atomowej grubości płaszczyzny utworzone z węgla, w pewnych warunkach mogą wymuszać sposób poruszania się elektronów, podobnie jak światłowody ukierunkowują ruch fotonów. Według autorów odkrycia, w przyszłości zjawisko to można będzie wykorzystać do tworzenia programowalnych w czasie rzeczywistym ścieżek elektronicznych

Grafenowa elektronika przyszłości
2

Grafen, atomowej grubości płaszczyzny utworzone z węgla, w pewnych warunkach mogą wymuszać sposób poruszania się elektronów, podobnie jak światłowody ukierunkowują ruch fotonów. Według autorów odkrycia, w przyszłości zjawisko to można będzie wykorzystać do tworzenia programowalnych w czasie rzeczywistym ścieżek elektronicznych - informuje "Nature Nanotechnology".

Od dnia okrycia grafenu, czyli atomowej grubości płatków utworzonych z węgla, naukowcy przewidywali ogromny wpływ, jaki materiał ten będzie miał na otaczającą nas rzeczywistość, w tym przede wszystkim nowoczesną elektronikę.

Obraz
© (fot. Jupiterimages)

Prace badawcze prowadzone przez naukowców z Harvard University (USA) zaowocowały opracowaniem nowego układu, za pomocą którego można kierować elektronami poruszającymi się po powierzchni grafenu, w sposób niemal identyczny, jak fotony przemierzają światłowód.

Skrawek grafenu, który w najprostszy sposób można uzyskać poprzez gwałtowne oderwanie taśmy klejącej od powierzchni grafitu, wzbogacono o wytworzone na nim tzw. bramki elektroniczne. Gdy do bramki przyłożono różne napięcia, zaobserwowano zmiany w sposobie zachowania się elektronów przemieszczających się przez grafen, zależne od wielkości przyłożonego napięcia.

Bramkę uzyskano, poprzez wytworzenie złącza typu p-n na powierzchni grafenu, gdzie półprzewodnik typu n (w nim poruszają się elektrony) otoczony był z dwóch stron półprzewodnikiem typu p (o poruszających się "dziurach"). W ten sposób wygenerowano kanał, gdzie elektrony poddawane były prawom fizycznym bliskim optyce, w szczególności zaobserwowano zachowanie elektronów odpowiadające w optyce przebiegowi promienia świetlnego w materiale o ujemnym współczynniku załamania światła.

Według naukowców, odkryte zjawisko choć na razie nie ma większego znaczenia praktycznego, potwierdza wcześniej dokonane obliczenia teoretyczne. Uzyskane eksperymentalnie wyniki, stanowią podstawę dla przyszłej elektroniki adaptowalnej opartej o grafen, gdzie wirtualne ścieżki przewodzące będą czasowo elektrycznie wyznaczane na powierzchni układu elektronicznego. Takie podzespoły elektroniczne mogą - w założeniach teoretycznych - być programowane niczym komputer do określonej funkcji, po czym mogą być resetowane i gotowe do ponownego użycia w zupełnie innym celu.

Wybrane dla Ciebie

Problem brytyjskich lotniskowców. Bez AWACS-ów ich możliwości są ograniczone
Problem brytyjskich lotniskowców. Bez AWACS-ów ich możliwości są ograniczone
Drony za eliminację wroga. Ukraińska armia wprowadza system punktowy
Drony za eliminację wroga. Ukraińska armia wprowadza system punktowy
Dostosowują sprzęt do walk. Ekspert: utrzymanie staje się sztuką
Dostosowują sprzęt do walk. Ekspert: utrzymanie staje się sztuką
500 tys. dronów rocznie. Chcą zawstydzić całą Europę
500 tys. dronów rocznie. Chcą zawstydzić całą Europę
Dziwny trend u kapucynek z wyspy Jicarón. Z nudy porywają młode wyjce
Dziwny trend u kapucynek z wyspy Jicarón. Z nudy porywają młode wyjce
Rosja modernizuje flotę bombowców. Koszt to 316 mln dolarów
Rosja modernizuje flotę bombowców. Koszt to 316 mln dolarów
Polskie baterie Patriot. Chcemy kupić do nich setki pocisków
Polskie baterie Patriot. Chcemy kupić do nich setki pocisków
Amerykańska obecność wojskowa w Europie. Bez USA wydamy bilion dolarów
Amerykańska obecność wojskowa w Europie. Bez USA wydamy bilion dolarów
Wstrzymali transfery do Ukrainy. Nagle zmienili zdanie
Wstrzymali transfery do Ukrainy. Nagle zmienili zdanie
Podejrzane manewry rosyjskiego statku. Na miejsce płynie ORP Heweliusz
Podejrzane manewry rosyjskiego statku. Na miejsce płynie ORP Heweliusz
Tragiczne konsekwencje. To zagrożenie dla przyszłych pokoleń
Tragiczne konsekwencje. To zagrożenie dla przyszłych pokoleń
Pierwsze takie ćwiczenia. Polskie czołgi w gotowości
Pierwsze takie ćwiczenia. Polskie czołgi w gotowości