Grafenowa elektronika przyszłości

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.

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.